Проектирование двигателя постоянного тока

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Курсовой проект

по курсу «Электрические машины»

На тему: «Проектирование двигателя постоянного тока»

Выполнил:

Семенюк Е.С.

Днепропетровск , 2013

1. Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материал

Главные размеры

 - высота оси вращения

 - минимальн. расстояние от нижней части корпуса до опорной плоскости лап

 - максимальный наружный диаметр сердечника якоря

 (Гольдберг, и др. стр. 224, рис. 10-2а)

 (для машин с независимым или последовательным возбуждением)

 - предварительный КПД (Гольдберг, и др. стр. 225, рис. 10-4а)

Принимаем изоляцию класса нагревостойкости F

 - расчетная линейная нагрузка (Гольдберг, и др. стр. 225, рис. 10-5а)

 - расчетная индукция в воздушном зазоре (Гольдберг, и др. стр. 225, рис. 10-5б)

 - коэффициент полюсного перекрытия (Гольдберг, и др. стр. 226, рис. 10-6)

Искусственно уменьшаем расчетную длину сердечника якоря до

 (Гольдберг, и др. стр. 227, рис. 10-7)

Сердечник якоря

Принимаем для сердечника якоря: сталь 2312 толщиной , листы сердечника якоря лакированные; форма пазов - открытая прямоугольная.

 - коэффициент заполнения сердечника якоря сталью

 - припуск на сборку сердечника по ширине паза

 - припуск на сборку сердечника по высоте паза (Гольдберг, и др. стр. 228, табл. 10-6)

 - конструктивная длина сердечника якоря

 - эффективная длина сердечника якоря

 - количество аксиальных вентиляционных каналов в сердечнике якоря

 - диаметр канала (Гольдберг, и др. стр. 229)

 - предварительный внутренний диаметр листов якоря (Гольдберг, и др. стр. 230, рис. 10-10)

Сердечник главных полюсов

Принимаем для сердечников главных полюсов анизотропную холоднокатаную сталь 3411 толщиной , листы сердечников полюсов неизолированные; компенсационной обмотки нет; вид воздушного зазора между главными полюсами и якорем эксцентричный.

 - коэффициент заполнения сердечника сталью

 - эквивалентный воздушный зазор (Гольдберг, и др. стр. 231, рис. 10-13)

 - высота зазора у оси полюса

 - высота зазора у края полюса

 - длина сердечника полюса

 - полюсное деление

 - расчетная ширина полюсной дуги

 - действительная ширина полюсной дуги

 - предварительная магнитная индукция в сердечнике полюса

 - предварительное значение магнитного потока в воздушном зазоре

 - эффективная длина сердечника полюса

 - ширина сердечника полюса

 - ширина уступа полюса для упора обмотки возбуждения

 - высота в наименьшем поперечном сечении наконечника

Сердечники добавочных полюсов

Принимаем для сердечников добавочных полюсов сталь марки 2411 толщиной ; листы сердечников полюсов неизолированные.

 - количество добавочных полюсов

 - длина наконечника добавочного полюса

 - длина добавочного полюса

 - предварительная ширина сердечника добавочного полюса (Гольдберг, и др. стр. 233, рис. 10-15)

 - воздушный зазор добавочн. полюса (Гольдберг, и др. стр. 233, рис. 10-16)

Принимаем монолитную станину из стали марки Ст3

 - длина станины

 - предварительная магнитная индукция в станине

 - предварительная высота станины

 - принятое значение высоты станины

 - среднее значение высоты станины (Гольдберг, и др. стр. 233, рис. 10-17)

 - магнитная индукция в месте распространения магнитного потока в станине при входе его в главный полюс

 - допустимое её значение

 - внутренний диаметр станины

 - высота добавоч. Полюса

Обмотка якоря.

Тип и шаги обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных пластин, пазов.

 - предварительный ток якоря

Принимаем простую петлевую обмотку (Гольдберг, и др. стр. 237, табл. 10-7) из провода ПЭТП-155

 - количество параллельных ветвей (Гольдберг, и др. стр. 240, табл. 10-8)

 - предварит. кол-во витков обмотки

 - число проводов по ширине паза (Гольдберг, и др. стр. 240, табл 10-8)

 - предварительное кол-во витков в секции

 - принятое количество витков в секции

 - предварительное кол-во пазов якоря

 - количество коллекторных пластин

 - зубцовое деление по наружному диаметру якоря при открытых пазах якоря и наличии петушков на коллекторе

 - наружный диаметр коллектора (ГОСТ 19780-74)

 - коллекторное деление

 - среднее межламельное напряжение при нагрузке(при этом максимальное допустимое напряжение при высоте оси вращения h=315 мм - 30 В)

 - число витков обмотки якоря

 - количество эффективных проводников в пазу

 - ток в пазу

 - первый частичный шаг по реальным пазам

 - шаг по коллектору

 - первый частичный шаг по элементарным пазам

(для уравнителей 1-го рода)

 - высота паза (Гольдберг, и др. стр. 244, рис. 10-21)

 - высота спинки якоря

 - частота перемагничивания

Обмотка якоря с прямоугольными открытыми пазами

Принимаем пазы якоря прямоугольной формы, открытые.

 - предварительная магнитная индукция в наиболее узком месте зубца

 - предварительная ширина зубца в наиболее узком месте

 - магнитная индукция в спинке якоря

 - предварительная ширина паза в штампе

 - общая толщина изоляции в пазу по его ширине (с. 401)

 - общая толщина изоляции в пазу по его высоте

 - количество проводников, размещаемых в пазу по высоте

 - высота бандажной канавки

 - двусторонняя толщина изоляции провода(с .250)

 - допустимая ширина провода с витковой изоляцией

 - то же, без изоляции

 - ближайшая стандартная ширина провода без изоляции и с изоляцией

 - допустимая высота провода с витковой изоляцией

 - то же, без изоляции

 - ближайшая стандартная высота провода без изоляции и с изоляцией

 - площадь поперечного сечения провода без изоляции

 - уточнен. ширина паза в штампе

 - уточнённая высота паза в штампе

 - плотность тока в обмотке

 - удельная тепловая нагрузка якоря от потерь в обмотке

 - допустимое значение величины  на 15% сверх допустимого значения

 - среднее зубцовое деление якоря

 - средняя ширина секции обмотки

 - средняя длина одной лобовой части обмотки

 - средняя длина витка обмотки

 - сопротивление обмотки (20°С)

 - то же, в относительных единицах

 - то же, контрольное значение

 - длина вылета лобовой части обмотки

Обмотка добавочных полюсов

 - поперечная МДС якоря

 - количество групп катушек добавочных полюсов, соединяемых последовательно  (предварительное отношение МДС для некомпенсированных машин при 2р≥4)

 - предварительное количество витков катушки добавочного полюса

 - уточнённое количество витков

 - уточнённая МДС катушки

 - уточнённое отношение МДС

 - предварительная плотность тока в обмотке

 - предварительная площадь поперечного сечения проводника

Принимаем провод неизолированный ,гнутый на ребро

 - принимаемые стандартные размеры проводника без изоляции

 - площадь поперечного сечения принятого проводника

 - средняя длина витка катушки

 - сопротивление обмотки при 20°C

. Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов

Принимаем размеры и марку провода такими же, как и у обмотки добавочных полюсов.

 - МДС стабилизирующей обмотки на полюс

 - все катушки обмотки соединены последовательно

 - предварит. количество витков в катушке

 - уточнённое количество витков

 - уточнённое значение МДС обмотки

 - предварительная ширина катушки

 - средняя длина витка катушки

 - сопротивление обмотки при 20°C

Характеристика намагничивания машины

Уточнение магнитного потока

 - сопротивление обмоток якорной цепи, приведенное к стандартной рабочей температуре

 - уточнённая ЭДС при номинальном режиме работы двигателя

 - уточнённый магнитный поток

МДС для воздушного зазора между якорем и главным полюсом

 - площадь поперечного сечения в воздушном зазоре

 - уточн. магн. индукция в зазоре

 - коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения якоря

 - общий коэффициент воздушного зазора

 - МДС для воздушного зазора

МДС для зубцов якоря

 - ширина зубца в наиболее узкой части

 - площадь поперечного сечения зубцов в наиболее узкой части

 - уточнённая магнитная индукция в зубцах в наиболее узкой части

 - ширина зубца в наиболее широкой части

 - то же, в средней части

 - площадь поперечного сечения зубцов в наиболее широкой части

 - то же, в средней части

 - в наиболее широкой части

 - в средней части

 - коэффициент зубцов в узкой части

 - то же, в наиболее широкой части

 - то же, в средней части

 - напряженность магнитного поля в зубцах в наиболее узкой части

 - то же, в наиболее широкой части

 - то же, в средней части

 - среднее значение напряжённости магнитного поля в зубцах

 - средняя длина пути магнитного потока

 - МДС для зубцов

МДС для спинки якоря

 - расчётная площадь поперечного сечения спинки якоря

 - уточнённая магнитная индукция в спинке якоря

 - напряжённость магнитного поля в спинке якоря

 - ср. длина пути магнитн. потока

 - МДС для спинки якоря

МДС для сердечника главного полюса

 - площадь поперечн. сечения сердечника полюса

 - уточнённая магнитная индукция в сердечнике полюса

 - напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса(Гольдберг, приложение 20.)

 - средняя длина пути магнитного потока

 - МДС для сердечника полюса

МДС для зазора в стыке между главным полюсом и станиной

 - эквивалентный зазор в стыке между главным полюсом и станиной

 - МДС для зазора

МДС для станины

 - площадь поперечного сечения станины

 - уточнённая магнитная индукция в станине

 - напряжённость магнитного поля в стали станины(Гольдберг, приложение 21)

 - средняя длина пути магнитного потока

 - МДС для станины

Суммарная МДС магнитной цепи

- суммарная магнитодвижущая сила магнитной цепи

 - коэффициент насыщения магнитной цепи

Обмотка главных полюсов

Независимая обмотка главных полюсов

 (Гольберг, и др. стр. 275, рис. 10-29)

 - МДС обмотки независимого возбуждения

 - предварительная ширина катушки

 - средняя длина витка обмотки

 - предварительное поперечное сечение провода

Принимаем круглый провод марки ПЭТ-155

 - принятое ближайшее стандартное поперечное сечение провода

 - диаметр принятого провода без изоляции

 - диаметр принятого провода с изоляцией

 - уточнённый коэффициент запаса

 - предв. плотность тока в обмотке (Гольдберг, и др. стр. 278, рис. 10-30)

 - предварительное кол-во витков одной катушки

 - уточнённое (округлённое) количество витков одной катушки

 - уточнённая плотность тока в обмотке

 - сопротивление обмотки при

 - максимальный ток обмотки

 - максимальная МДС

Последовательная обмотка главных полюсов

Принимаем размеры и марку провода такими же, как и у обмотки добавочных полюсов.

 - предварительная ширина катушки

 - средняя длина витка катушки

 - сопротивление обмотки (при 20°С)