Расчет двигателя постоянного тока

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Января 2011 в 16:42, реферат

Краткое описание

Проектирование электрической машины - это сложная комплексная задача, включающая расчет и выбор размеров статора, ротора и других электрических машин и конструировании статей и сборочных единиц с последующей компоновкой электрических машин в целом.

Главной задачей электромашиностроения является создание новых образцов электрических машин с высокими технологическими показателями, совершенных в эксплуатации, удовлетворяющих различным требованиям.

Содержание

Введение 3

Исходные данные 4

1. Главные размеры двигателя 5

2. Дополнительные размеры 6

3. Обмотка якоря 8

4. Пазы якоря полузакрытые, овальные 9

5. Размеры секции и сопротивление обмотки якоря 11

6. Расчет магнитной цепи 12

7. Обмотка вобуждения 15

8. Обмотка добавочных полюсов 17

9. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов 18

10. Щетки и коллектор 21

11. Расчет коммутации 22

12. Потери и КПД 23

13. Рабочие характеристики двигателя 26

14. Тепловой расчет

Скачать в ZIP архиве (40.00 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Вложенные файлы: 1 файл

KURSOWIK.DOC

— 197.00 Кб (Скачать файл)

h_z2 h_ш2 l_л2 2,5 10⁸ a₂

l = 0,6 ^_____ + ^_____ + ^_____ + ^{___________________} ^_____ =

d_п2 b_ш2 l₂ w_c2 l₂A₂ ₂ p

21 0,8 291 2,5 10⁸ 1

= 0,6 ^_____ + ^_____ + ^_____ + ^{________________________} ^_____ = 10,142 .

6,24 6,24 114 4 114 209 10² 8,79 2

11.3. Реактивная ЭДС

E_p = 2 w_c2 l_i v₂ l 10^-5 = 2 4 114 209 10² 8,792 6,49 10^-5 = 10876 B.

12. Потери и КПД

12.1. Масса зубцового слоя якоря

d_п2 + d’_п2

G_z2 = 7,8 10^-6 z₂ b_z2 (h_п2 + ^{_______________} ) l_i k_c =

5,46 + 9,76

= 7,8 10^-6 24 6,36 ( 12,6 ^{_______________} ) 114 0,95 = 2,01 кг.

12.2. Масса стали спинки якоря

G_с2 = 7,8 10^-6 {(p / 4)[(D₂ - 2 h_z2)² - D₂²_вн - d²_к2 n_к2]} l_i k_c =

= 7,8 10^-6 {(3,14 / 4)[(112 - 2 21)² - 39,2² - 0 0]}114 0,95 = 2,23 кг.

12.3. Магнитные потери в сердечнике якоря

P_м2 = 2,3 P_1,0/50 (f₂ / 50)^b (B²_z2ср G_z2 + B²_c2 G_с2) =

= 4,02 (1,25² 2,60 + 0,97² 2,88) = 27 Вт,

где

f₂ = p n / 60 = 2 1500 / 60 = 50 Гц;

P_1,0/50 = 1,75 Вт/кг;

b = 1,4;

принимаем

2,3 P_1,0/50 (f₂ / 50)^1,4 = 4,02 Вт/кг;

12.4. Электрические потери в обмотке возбуждения

P_э,в = U²_в / r_в = 220² / 25,6 = 1891 Вт.

12.5. Электродвижущая сила якоря при номинальной нагрузке двигателя

P N₂ 2 920

E_2ном = ^___________ Фn_ном = ^___________ 0,0048 1500= 193,2 В.

60а₂ 60 1

12.6. Уточненное значение тока якоря при номинальной нагрузке

I_2ном = (U_ном + E_2ном - D U_щ ) / Sr = (220 193,2 - 2,5) / 2,207 = 10,7 A,

Sr = r₂ + r_c +r_д = 1,39 + 0,15 + 0,66 = 2,207 Ом,

DU_щ = 2,5 В.

12.7. Электрические потери в обмотке якоря

P_э2 = I²_2ном r₂ = 10,7² 1,39 = 162 Вт.

12.8. Электрические потери в обмотках статора, включенных последовательно с обмоткой якоря

P_э,п1 = I²_2ном (r_д + r_c) = 10,7² (0,66 + 0,157) = 93,5 Вт.

12.9. Электрические потери в переходном щеточном контакте

P_э,щ = DU_щ I²_2ном = 2,5 10,7 = 26,75 Bт.

12.10. Потери на трение щеток о коллектор где окружная скорость на коллекторе

P_т,щ = 0,5 S S_щ v₂ = 0,5 290 7,06 = 10,24 Bт,

где окружная скорость на коллекторе

v_к = p D_к n_ном / 60 10^-3 = 3,14 90 1500 / 60 10^-3 = 7,06 м/с.

12.11. Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию

P_т.п,в = 20 Вт

12.12. Суммарные механические потери

P_мех = P_т,щ + P_т.п,в = 10,24 + 20 = 30,24 Вт.

12.13. Добавочные потери

P_доб = 0,001 P_ном / h_ном 10^-3 = 0,001 3 / 0,755 10^-3 = 0,012 Вт.

12.14. Суммарные потери в двигателе

S P = (P_м2 + P_э2 + P_э,в + P_э,п1 + P_э,щ + P_мех + P_доб) 10^-3 =

= (27 = 162 + 1891 + 93,5 + 26,75 + 30,24 + 0,012) 10^-3 = 2,23 кВт.

12.15. Коэффициент полезного действия двигателя при номинальной нагрузке

h_д,ном = 1 - S P/ P₁ = 1 -2,23 / 4,3 = 0,48,

где

P₁ = U_ном (I_2ном + I_в) 10^-3 = 230 (10,7 + 8,6) 10^-3 = 4,3 Вт.

13. Рабочие характеристики двигателя

Расчет рабочих характеристик двигателя приведен в таблице. По данным этой таблицы построены рабочие характеристики рисунок 3.

b = I₂ / I_2ном	0,2	0,50	0,75	1,0	1,25
I₂ ,A	3,2	8	12	16	20
P_m2+P_э,в+P_мех, Вт	121,82	109,62	164,43	219,24	121,82
P_э2, Вт	32,4	81	20,16	162	202,5
P_{э,п 2}, Вт	18,7	46,8	70,1	93,5	116,9
P_э,щ, Вт	5,35	13,37	20,06	26,75	33,43
P_доб, Вт	0,0025	0,006	0,009	0,012	0,015
S P, кВт	0,45	1,12	1,67	2,23	2,79
I=I₂ +I_в,А	4,8	12,1	18,1	24,1	30,1
P₁=U_ном I10^-3, Вт	10,60	26,51	39,76	53,02	66,28
h	0,151	0,378	0,566	0,755	0,944
P₂= P₁ h	8,01	20,01	30,02	40,03	50,04
E₂, B	38,6	96,6	144,9	193,2	241,5
n , об/мин	300	750	1125	1500	1875
М₂, Н м	0,91	2,26	4,65	6,2	15,02

14. Тепловой расчет

14.1. Превышение температуры поверхности сердечника якоря над температурой воздуха внутри машины

P_э2 (2l₂ / l_cp2) + P_м2 162 (2 114 / 798) + 27

DQ_пов2 = ^{____________________________} = ^{__________________________________} = 13,6⁰C

(p D₂ +n_к2 d_к2) l₂ a₂ (3,14 112 + 0 0) 114 7 10^-5

где

a₂ = 7 10^-5 Вт/(мм² ⁰С).

14.2. Периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения паза якоря

П₂ = 0,5 p (d_п2 + d’_п2) + 2h_п2 = 0,5 3,14 (5,46 + 9,76) + 2 12,6 = 49 мм.

14.3. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки якоря

P_э2 (2l₂ / l_cp2) C_b2 162 (2 114 / 798) 1,7

DQ_из2 = ^{_________________
________} = ^{_______________________ _________} = 0,4⁰C .

z₂ П₂ l₂ l_экв 23 49 114 16 10^-5

14.4. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины

P_э2 (2l₂ / l_cp2) 162 (2 114 / 798)

DQ_из2 = ^{_________________} = ^{________________________} = 1,84⁰C .

2 p D₂ l_в2 a₂ 2 3,14 112 51 7 10^-5

14.5. Перепад температуры в изоляции лобовых частей обмотки

P_э2 (2l₂ / l_cp2) C_b2 162 (2 114 / 798) 1,7

DQ_из,л2 = ^{_________________
________} = ^{________________________} ^________ = 0,11⁰C .

2z₂ П_л2 l_л2 l_экв 2 23 49 114 16 10^-5

где

П_л2 ~ П₂ = 49 мм.

14.6. Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины

2l₂ 2l_л2

DQ_из2 = ^________ (DQ_пов2 + DQ_из2) + ^________ (DQ_п2 + DQ_из,л2) =

l_cp2 l_cp2

2 114 2 114

= ^________ (472,9 + 8,6) + ^________ (531 + 1300) = 4,46⁰C.

798 798

14.7. Сумма потерь

SP’ = SP - 0,1 (P_э,в + P_э,п1) = 2,23 - 0,1 (1891 + 93,5) = 196,22 Вт.

14.8. Условная поверхность охлаждения машины

S_м = p D₁ (l₂ + 2l_в2 ) = 3,14 215,6 (114 + 2 51) = 147,2 10³ мм².

14.9. Среднее превышение температуры воздуха внутри машины над температурой охлаждающей среды

DQ_в = SP’/ S_м a_в = 196,22 / 177,2 10³ 55 10^-5 = 0,24 ⁰C,

Информация о работе Расчет двигателя постоянного тока