Расчет двигателя постоянного тока

       Е’_2ном = 0,5 U_ном (1 + h’_ном ) = 0,5 220 (1 + 0,755) = 193 В.

    6.2. Полезный магнитный поток

                                         60_а2 Е_2ном                 60 1 193

       Ф = ^{_________________} = ^{______________________} = 0,0042 Вб.

                                        p N₂ n_ном                 2 920 1500                         

       6.3. Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре

                                                   Ф 10⁶         0,0042 10⁶

       B_d = ^____________ = ^{________________} = 0,64 Тл.

                                                 a’_i t l_i           0,65 88 114  

    6.4. Коэффициента воздушного зазора

    k_d = k_d2 k_б = 1,32 1,24 = 1,64

                                               b_п2                                            6,24

    k_d2 = 1 + ^{___________________________} = 1 + ^{_________________________________} = 1,32

                             t₂ - b_п2 + 5d t₂ / b_п2                15 - 6,24 + 5 0,9 15 / 6,24 

                                 n_б l_б h_б                                            0,25 147 3

    k_d2 = 1 + ^{___________________________} = 1 + ^{_________________________________} = 1,33

                              l₂ (d + h_б) - n_б l_б h_б              114 (0,9 + 3) - 0,25 147 3

где

    n_ь l_ь = 0,25 l₂ ; h_б = 3 мм.

    6.5. Магнитное напряжение воздушного  зазора

    F_d = 0,8 B_d d k_d 10³ = 0,8 0,5 0.9 1,3 10³ = 478,8 A.

    6.6. Магнитная индукция в наименованием сечением зубца

    B_zmax = B_d t₂ / k_c2 b_z2min = 0,34 15 / 0,95 3,98 = 2,54 Тл,

где

    b_z2min = 3,98.

    6.7. Ширина зубца в его наибольшем  расчетном сечении

    b_z2max = t₂ - b_п2 = 15 - 6,24 = 8,76 мм.

    6.8. Ширина зубца в его среднем расчетном сечении

       b_z2ср = 0,5 (b_z2min - b_z2max ) = 0,5 (3,98 + 8,76) = 6,31 мм.

    6.9. Магнитная индукция в расчетных  сечениях зубца:

в наименьшем

    B_z2max = 1,98 Тл;

в наибольшем

    B_z2min = B_d t₂ / k_c2 b_z2max = 0,64 15 / 0,95 8,76 = 1,15 Тл,

в среднем

    B_z2ср = B_d t₂ / k_c2 b_z2ср = 0,64 15 / 0,95 6б31 = 1,60 Тл,

       6.10. Коэффициент для определения  напряженности магнитного поля  в наименьшем сечении зубца

       k_п2max = t₂ / k_c2 b_z2min = 15 / 0,95 3,98 = 3,96.

    6.11. Напряженность поля при 

    B_z2max = 1,94 Тл

для стали марки 2013

    H_z2max = 1 10⁴ А/м . 
 
 

       6.12. Напряженность поля при 

    B_z2min = 0,9 Тл

    B_z2ср = 1,25 Тл

    H_z2min = 190 А/м

    H_z2ср = 430 А/м

    6.13. Расчетное значение напряженности  поля в зубце

    H_z2 = (H_z2max +4H_z2ср + H_z2min) / 6= (1 10⁴ + 4 430 + 190) / 6 = 320 10³ А/м

    6.14. Магнитное напряжение зубцового слоя якоря

    F_z2 = H_z2 h_z2 10^-3 = 320 10³ 21 10^-3 = 6720 А.

    6.15. Магнитная индукция в спинке  якоря

                             B_d a_i t 0,64 0,65 88

    B_с2 = ^{_________________________} = ^{_________________________________} = 1,24 Тл.

                          2k_c2 (h_c2 - ^__ d_к2)                  2 0,95 (15,5 - ^__ 0)

    6.16. Расчетная длина магнитной силовой  линии в спинке якоря

L_c2 = (p / 2p) (D_2вн + h_c2) + h_c2 = (3,14 / 4)(39 + 15,5) + 15,5 = 58 мм.

    6.17. Напряженность поля в спинке якоря

    H_с2 = 225 A/м.

    6.18. Магнитное напряжение спинки  якоря

    F_c2 = H_с2 L_c2 10^-3 = 225 490 10^-3 = 110 A.

    6.19. Магнитная индукция в сердечнике  главного полюса

                                                s_г Ф 10⁶          1,2 0,0042 10⁶                

    B_т = ^{______________} = ^{___________________} = 1,88 Тл.

                                              l_т k_c1 b_т         114 0,98 24       

    6.20. Напряженность поля в сердечнике  главного полюса

    H_т = 760 A/м

    6.21. Магнитное напряжение сердечника  главного полюса

    F_т = H_т L_т 10^-3 = 760 40 10^-3 = 30 A,

где

L_т = h_т = 40 мм.

    6.22. Зазор между главным полюсом  и станиной

    d_тс1 = 2 l_т 10^-4 + 0,1 = 2 114 10^-4 + 0,1 = 1, 122 мм.

    6.23. Магнитное напряжение зазора  между главным полюсом и станиной

    F_dтс= 0,8 B_т d_тс1 10³ = 0,8 1,45 0.122 10³ = 141 A.

    6.24. Магнитная индукция в спинке  станины

         s_г Ф 10⁶          1,2 0,0042 10⁶                               

    B_т = ^{______________} = ^{___________________} = 1,43 Тл.

                                            2 l_с1 h_c1             2 171,2 10,3       

    l_с1 ~ l₂ + k_l t = 114 + 0,65 88 = 171,2

    Полученное  значение магнитной индукции мало отличается от принятого

       6.25. Напряженность поля в спинке  станины по таблице для массивных  станин

    H_с1 = 1127 A/м.

    6.26. Расчетная длина магнитной силовой  линии в спинке станины

L_c1 = (p / 2p) (D_1вн + h_c1) + h_c1 = (3,14 / 4)(195 + 10,3) + 10,3 = 171 мм.

    6.27. Магнитное напряжение станины

    F_c1 = H_с1 L_c1 10^-3 = 1127 171 10^-3 = 193 A. 
 
 

       6.28. Магнитодвижущая сила обмотки  возбуждения на пару полюсов  в режиме холостого хода

       F_во = 2 F_d + 2 F_z2 + F_c2 + 2 F_т + 2 F_dтс + F_c1 =

       = 2 478,8 + 2 6720 + 2 110 + 2 30 + 193 = 15385 A. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    7. Обмотка возбуждения 

    7.1. Поперечная МДС обмотки якоря  на пару полюсов

    F₂ = 0,5 N₂ I_2ном / 2_a2 p = 0,5 920 16 / 2 2 = 1840 A.

       7.2. Коэффициент учитывающий размагничивающее  действие МДС поперечной                      реакции якоря при     

       B_z2max = 1,98 Тл,

       F₂ / F_во = 1840 / 15385 = 0,12

       k_p,2 = 0,175

       7.3. Размагничивающее действие МДС  поперечной реакции якоря на  пару полюсов

    F_qd = k_p,2 F₂ = 0,175 1840 = 322 A.

       7.4. Требуемое значение МДС обмотки  возбуждения при нагрузке на пару полюсов

       F_в,н = F_во + F_qd - F_c = 15385 + 322 - 276 = 15431 A,

где МДС стабилизирующей  обмотки на пару полюсов

       F_c = 0,15 F₂ = 0,15 1840 = 276 A.

       7.5. Средняя длина витка многослойной  полюсной катушки параллельного  возбуждения

       l_ср,к = 2 (l_т + b_т) + p (b_к,ш + 2b_из + 2b_з + 2b_к) =

       2 (114 + 24) + 3,14 (15 + 2 0,2 + 2 0,6 + 2 2) = 340 мм,

где ширина катушки

b_к,ш = 15 мм,

толщина изоляции катушки

b_из = 0,2 мм,

односторонний зазор между катушкой и сердечником  полюса

b_з = 0,6 мм,

толщина каркаса

       b_к = 2 мм.

       7.6. Площадь поперечного сечения обмоточного провода (при последовательном соединении всех полюсных катушек)

    q’_в = F_в,н k_зап r_cu p l_ср,к 10³ / U_в = 15431 1,05 24,4 10^-9 340 10³ = 0,157 мм²,

       По  таблице принимаем катушку возбуждения  из изолированного провода круглого сечения, многослойную по ширине и высоте; принимаем провод марки ПЭТ - 155

       q_в = 1,539 мм²,

       d = 1,4 мм²,