Тепловой расчет электродвигателя

1.10.1 Превышение температуры якоря над температурой окружающей среды при кратковременном режиме работы

 

°С

 

где

 

 

 

 

 

м

 

 

м

 

 

 

 

 

с

 

с

Условие выполняется, т.к. 50,516<51,728°С

Таким образом, превышение температуры обмотки якоря ниже предельного допустимого значения температуры для класса изоляции «В».

Заключение

В данном курсовом проекте спроектирован коллекторный двигатель постоянного тока малой мощности с возбуждением постоянными магнитами, имеющий следующие номинальные данные: Р_ном = 55 Вт, I_ном = 0,836 А, n_ном = 2404 об/мин, М_ном = 0,22 H^.м, η_ном = 60,126 %. Возбуждение от феррит бариевого магнита марки 16БА190 ГОСТ 24063-80.

Выбран зубцовый якорь диаметром D = 0,048м. ГОСТ 6636-69 с овальной формой пазов. Скос пазов - 0,991, примерно одно зубцовое деление. Пазовая изоляция – изидофлекс толщиной 0,35·10^{-3 м. Обмотка якоря петлевая, выполненная из круглого провода марки ПЭТВ ОСТ 160.505.001-74, диаметр неизолированного провода} d = 0,25·10^{-3 м. В пазы якоря обмотка укладывается автоматизированным способом. Сердечник якоря шихтованный, из листов электротехнической стали 2013 ГОСТ 21427.2-83 толщиной 0,5 м.}

Коллектор набран из пластин твердотянутой меди, изолированных друг от друга и от вала якоря пластмассой. Используется щеткодержатель с щеткой марки ЭГ2A ГОСТ 2332-63. Щетки установлены на геометрической нейтрале.

Магнитная система выполнена в виде сплошной станины из Ст 3.

Постоянные магниты имеют форму скоб с радиальной намагниченностью, изготовлены без полюсных наконечников. Крепление к ярму осуществляется за счет пружинных скоб.

Спроектированная машина закрытая, с диаметром корпуса D_корп = 0,07 м, выполнена по степени защиты IP 44 ГОСТ 14254-80, что предотвращает проникновение внутрь брызг, проволоки и твердых тел, размером более 1 мм. Применяется естественный способ охлаждения без внешнего вентилятора IC 0040.

Двигатель постоянного тока рассчитан на кратковременный режим работы (S2), при котором периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами отключения машины. Длительность периода работы в данном режиме - 30 мин.

Машина работает в допустимом тепловом режиме, так как превышение температуры обмотки якоря °С ниже предельно допустимого значения температуры для класса изоляции «В», на который и был рассчитан двигатель.

 

 

Список использованных источников

1. Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности. Изд. 2-е. – Л.: Энергия, 1973. – 213 с.

2. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов. – В 2-х кн.: Кн.2/ И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев: Под ред. И.П. Копылова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 384 с.

3. Ерунов В.П. Расчет двигателя постоянного тока малой мощности с возбуждением постоянными магнитам: Учебное пособие. – Оренбург: ОГУ, 2000. – 70 с.

4. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов. – В 2-х кн.: Кн.1/ И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев: Под ред. И.П. Копылова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 464 с.

5. Постоянные магниты. Справочник/ Под ред. Ю.М. Пятина. – 2-е изд. – М.: Энергия, 1980. – 480 с.

6. Жерве К.Г. Обмотки электрических машин. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отделение, 1989. – 400 с.

7. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. М. – Л., изд. – М.: Энергия, 1964. – 544 с.

 

 

Введение

История развития электромашиностроения, начиная со времени открытия Фарадеем закона электромагнитной индукции (1831 г.) и до середины 80-х годов прошлого столетия, представляет по существу историю развития машин постоянного тока. За это время она прошла четыре этапа развития, а именно: 1) машины магнитоэлектрического типа с постоянными магнитами, 2) машины электромагнитного типа с независимым возбуждением, 3) машины того же типа с самовозбуждением и элементарным типом якоря и 4) машины много полюсного типа с усовершенствующим якорем.

Первый этап развития машины постоянного тока, охвативший время с 1831 по 1851 г., неразрывно связан с именами русских ученых Э.Х. Ленца и Б.С. Якоби.

Второй и третий этапы развития машины постоянного тока, охватывающий время с 1851 по 1871 г., характеризуется переходам к машинам электромагнитного типа, с начала с независимым возбуждением, а затем с самовозбуждением, а так же переход от двухполюсной машины к многополюсной.

На четвертом этапе своего развития - с 1871 по 1886 г. - машина постоянного тока приобрела все основные черты современной конструкции. Были предложены и осуществлены: машина с самовозбуждением Грамма, внедрившая в промышленность кольцевой якорь Пачинотти; нормальный в настоящее время тип барабанного якоря (Гефнер - Альтенек, 1871 г.); типы простых петлевых и волновых обмоток в их главных модификациях, последовательно - параллельных обмоток Арнольда, смешанные (лягушачьи) обмотки, уравнительные соединения обмоток (Мардей, 1883 г.,), добавочные полюсы для улучшения коммутации (Метер, 1885 г.) и компенсационные обмотки для компенсации реакции якоря (Менгес, 1884 г.), делитель напряжения М.О. Доливо-Добровольского.

Коллекторные двигатели постоянного тока с возбуждением постоянными магнитами мощностью до 200 Вт находят широкое применение в системах электроприводов систем автоматики, робототехники и транспортных средств. Двигатели разрабатываются на напряжение 6 - 110 В и частотой вращения 1500 - 6000 об/мин. Для двигателей постоянного тока рассматриваемого диапазона мощности с диаметром корпуса 20 - 80 мм целесообразно использовать конструкцию с радиально расположенными магнитами. При этом целесообразно применять волновую обмотку якоря, не требующую уравнительных соединений. Число полюсов рекомендуется выбирать в диапазоне 2р = 2 - 6.

Увеличение числа полюсов снижает размеры и массу ярма

статора и якоря, но увеличивает магнитные потоки рассеяния и

потери в стали из-за увеличения частоты перемагничивания. Пазы якоря

выбирают овальной или круглой формы, обеспечивающие постоянную

толщину зубца не менее 2 мм.

Применение постоянных магнитов с высокой удельной энергией типа феррит бария позволяет улучшить массогабаритные, энергетические и стоимостные показатели двигателя постоянного тока.

Приведена методика аналитического расчета коллекторного двигателя постоянного тока с возбуждением от феррит бариевых постоянных магнитов, позволяющая получить заданные технические параметры при лимитированном габарите и заданном тепловом режиме электродвигателя.