Расчет двигателя постоянного тока

       d_из = 1,485 мм².

    7.7. Число витков в полюсной катушке

    w_к,в = F_в,н / 2 D’_в q_в = 15431 / 2 5 0,157 = 127,

где плотность  тока по

D’_в = 5 A/мм².

    7.8. Сопротивление обмотки возбуждения

    r_в = r_cu 2 w_{к, в} l_ср,к 10³ / q_в = 24,4 10^-9 4 127 340 10³ / 0,157= 27 Ом.

    7.9. Наибольшее значение тока возбуждения

    I_в = U_в / r_в = 220 / 27 = 8,1 А.

       7.10. Уточненное значение плотности  тока в обмотке возбуждения

       D _В = I _в / q_в = 8,1 / 1,539 = 5,2 А/мм². 
 

       7.11. Число витков в полюсной катушке  стабилизирующей обмотки

    w_к,c = F_с a_c / I_2ном = 276 1 / 16 = 17,25 ,

принимаем

w_к,c = 17,

число параллельных ветвей

a_c = 1 .

       7.12. Площадь поперечного сечения  обмоточного провода стабилизирующей обмотки

         q’_c = I_2ном / a_c  D _c = 16 / 1 4,9 = 3,265 мм² .

       7.13. По таблице принимаем для изготовления  полюсных катушек стабилизирующей  обмотки неизолированный медный  провод круглого сечения. 

       q_c =3,53 мм²,

       d = 2,12 мм²,

       d_из = 2,22 мм².

       7.14. Уточненное значение плотности тока в стабилизирующей обмотке

       D _c = I_2ном / a_c q_c = 16 /1 3,53 = 4,532 А/мм².

       7.15. Радиус закругления медного провода  катушки стабилизирующей обмотки

       r = 0,5 (b_c + 2b_з) = 0,5 (4,25 + 2 0,6) = 2,725 мм,

минимально допустимый радиус закругления

r_min = 0,05 b² / a = 0,05 4,25² / 0,80 = 1,13 мм.

       7.16. Средняя длина витка катушки  стабилизирующей обмотки

       l_ср,к = 2 (l_т + b_т) + p (b_к,с + 2 r) = 2 (114 +24) + 3,14 (13 + 2 2,725) = 334 мм,

где

    b_к,с = b = 13 мм.

    7.17. Сопротивление стабилизирующей обмотки

                            2pr_cu l_ср,к w_к,c 10³       4 24,4 10^-9 340 17 10³

       r_с = ^{________________________} = ^{____________________________} = 0,157 Ом.

                                        a_c² q_c                             1² 3,53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       8. Обмотка добавочных  полюсов 

       8.1. Число витков катушки добавочного  полюса

    w_к,д = k_д F₂ a_д / 2I_2ном =1,25 1840 1 / 2 16 = 71,875 витков,

принимаем

    w_к,д = 72 витка,

где

        a_д = 1,

       k_д = 1,25

       8.2. Площадь поперечного сечения  проводника катушки добавочного полюса

       q’_д = I_2ном / a_{д   д} = 16 / 1 4,9 = 3,26 мм² .

       D _д = 4,9.

       8.3. Принимаем для изготовления катушек  добавочных полюсов голый медный  провод круглого сечения по  таблице

       q_д = 3,53 мм².

       8.4. Уточненное значение плотности  тока в обмотке добавочных полюсов

       D _д = I_2ном / a_д  q_д = 16 / 1 3,53 = 4,53 A/мм² .

       8.5. Средняя длина витка катушки  добавочного полюса

       l_ср,к = 2l_д  + p (b_д + b_к,д + 2b_з + 2b_из) = 2 114 + 3,14 (2 + 13 + 2 0,6 + 2 0,2) = =280 мм,

где

b_к,д = b = 13,

       b_з = 0,6,

       b_из = 0,2.

       8.6. Сопротивление обмотки добавочных полюсов

      r_cu l_ср,к w_к,д 2p 10³      24,4 10^-9 340 72 4 10³

       r_д = ^{________________________} = ^{____________________________} = 0,66 Ом.

                                          a_д² q_д                             1² 3,53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       9. Размещение обмоток  главных и добавочных  полюсов 

       9.1. Ширина многослойной катушки  главного полюса

b_к,в = k_p N_ш d_из + b_из,пр = 1,05 10,1 1,485 + 2,4 = 18,1 мм,

где

N_ш = b_к,ш / d_из = 15 / 1,485 = 10,1

       k_p = 1,05,

       b_{из, пр} = 2 + 0,2 2 =2,4 мм.

       9.2. Высота многослойной катушки  главного полюса с учетом разделения  полюсной катушки на две части  вентиляционным каналом шириной

b_в,к = 0,

h_к,в = k_p N_в d_из + h_из,пр + b_в,к = 1,05 12,5 1,485 + 1,485 0 = 21 мм,

где N_в - число изолированных проводов по высоте катушки:

N_в = w_к,в / N_ш = 127 / 10,1 = 12,5;

высота прокладок  и каркаса

h_из,пр = 1,485 мм.

       9.3. Высота полюсной катушки стабилизирующей  обмотки

       h_к,с = h + h_из,пр = 1,485 мм,

где

h_из,пр = 1,485 мм.

       9.4. Общая высота катушек и вентиляционного  канала главного полюса

h_r,п = h_к,в + h_к,с = 21 + 1,485 = 22,485 мм.

       9.5. Площадь занимаемая непосредственно  в межполюсном окне двумя частями  (секциями) катушки возбуждения,  включая все прокладки и вентиляционный зазор

       Q_к,в = b_к,в h_к,в = 18,1 21 = 380 мм². 
 

       9.6. Высота катушки добавочного полюса  из неизолированной меди

       h_к,д = k_p [w_к,д h + 0,3(w_к,д - 3)] + 2 = 

       = 1,05 [71,85 0 +0,3(71,85 - 3)] + 2 ~ 24 мм.

       9.7. На рисунке показан эскиз межполюсного окна. При этом площадь занимаемая полюсной катушкой возбуждения из двух секций, включая вентиляционный зазор 0 мм, составляет Q_к,в = 380 мм², а компоновка этих секций такова, что минимальный воздушный промежуток между выступающими краями главных и добавочных полюсов, а так же между краями полюсных катушек и внутренней поверхностью станины составляет 0 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       10. Щетки и коллектор 

       10.1. Расчетная ширина щетки

                           D_к                            а₂                      90                            1

b_щ’ = k_з,к b_н,з ^_____ - t_к  (N_ш + e_к - ^_____ ) = 0,75 31 ^_____  - 3 (4 + 0,25 - ^___ ) = 7,68 мм;

                      D₂                             p                      112                           2

здесь

k_{з, к} = 0,75;

       t_к = 3 мм;

       b_{н, з} = t - b_р = 88 - 57 = 31 мм;

e_к = (K / 2p) - y₁ = (115 / 4) - 29 = 0,25.

По таблице  принимаем стандартную ширину щетки

b_щ = 8 мм.

       10.2. Число перекрываемых щеткой коллекторных  делений

       g = b_щ / t_к = 8 / 3 = 2,

что находится  в пределах рекомендуемых значений для простой волновой обмотки якоря.

       10.3. Контактная площадь всех щеток

       S S_щ = 2 I_ном / D’_щ = 2 16 / 0,11 = 290 мм² ,

где принимаем  по таблице для электрографитированных щеток марки ЭГ14

        D_щ = 0,11 А/мм².

       10.4. Контактная площадь щеток одного бракета

       S_щ,,б = S S_щ / 2p  = 290 / 4 = 73 мм² .

       10.5. Требуемая длина щетки

       l’_щ = S_{щ ,б} / b_щ = 73 / 8 = 9,125 мм,

принимаем на одном  бракете по одной щетке

(N_щ,б = 1).

Длина одной  щетки

l_щ = 10 мм.

       10.6. Плотность тока под щеткой

       D_щ = 2 I_ном / N_щ,б b_щ l_щ  2p = 2 16 / 1 8 10 4 = 0,1 А/мм² ,

что не превышает  рекомендуемого значения

D’_щ = 0,11 А/ мм².

       10.7. Активная длина коллектора при  шахматном расположении щеток

       l_к = N_щ,б (l_щ + 8) + 10 = 1 (10 + 8) + 10 = 28 мм.

       10.8. Ширина коллекторной пластины 

       b_к = t_к - b_из = 3 - 0,2 = 2,8 мм,

толщина изоляционной прокладки

       b_из = 0,2 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       11. Расчет коммутации 

       11.1. Окружная скорость якоря

       U₂ = p D₂ n 10^-3 / 60 = 3,14 112 150 10^-3 / 60 = 8,792 м/с.

       11.2. Приведенный коэффициент проводимости  пазового рассеяния якоря при круглых пазах