Методическое руководство по расчету машины постоянного тока МПТ (стр. 12 из 15)

Расчёт кривой холостого хода генератора постоянного тока

Величины	ЭДС якоря
	0,5 Е	0,8 Е	1,0 Е	1,1 Е	1,2 Е	1,3 Е
Магнитный поток Ф×10-3, Вб	0,538	0,771	1,028	1,130	1,234	1,336
Магнитная индукция Вd,Тл	0,235	0,337	0,45	0,494	0,539	0,584
Магнитная индукция Вz, Тл	0,924	1,326	1,77	1,945	2,124	2,300
Магнитная индукция Вa,Тл	0,842	1,207	1,61	1,770	1,930	2,090
Магнитная индукция Впл, Тл	0,741	1,062	1,416	1,557	1,700	1,840
Магнитная индукция Вс, Тл	0,732	1,048	1,398	1,537	1,678	1,817
МДС элементов
AWd,А	180	270	360	396	420	468
AWz ,А	6,42	11,22	30,93	55,22	114,44	316,80
AWa ,А	3,37	6,48	19,58	42,24	89,85	191,35
AWпл, А	3,27	6,19	12,48	20,34	34,50	79,20
AWс, А	12,20	23,14	45,60	69,30	122,00	264,50
AWS, А	205,26	317,0	468,60	583,10	780,75	1320

10.7. Расчёт обмотки возбуждения

№ п/п	Рассчитываемая величина	Используемая информация	Результаты расчёта
105	Ток возбуждения	Разд.1, п.2	Iв»10%Iа=0,1 × 0,382= 0,0382 А
№ п/п	Рассчитываемая величина	Используемая информация	Результаты расчёта
106	Число витков обмотки возбуждения на полюс	(6.1)	Wв = 456,3/(2×0,0382)= 5972,5, принимаем Wв=5970
107	Номинальный момент генератора	(6.3)	Мн = 9,55 × 80/3000= 0,255 Нм
108	Сечение провода обмотки возбуждения (предварительно)	Табл.4	Плотность тока возбуждения (табл.4)jв = 4,5×106 А/м2;qв = 0,0382/(4,5×106) = 0,0085×10-6 м2Выбираем провод ПЭТВ-1,dв= 0,106 мм,qв= 0,00882 × 10-6 м2,dв.из = 0,12×10-3 м
109	Требуемая площадь для размещения обмотки возбуждения	(6.8)
110	Фактическая площадь окна	Разд.6, п.37	Sв= 1,15 × 104,8 × 10-6 =120,5 × 10-6 м2
111	Высота катушки возбуждения	По эскизу магнитной системы hкв = 0,012 м
112	Ширина стороны катушки	Разд.6, п.37	bкв = 120,5×10-6/0,012= 0,01 м.Катушка полностью размещается в окне между станиной и полюсным наконечником
113	Ширина катушки возбуждения	Разд.6, п.37	bв =0,015 + (0,0408-0,015)/2 = 0,028 м
114	Средняя длина витка катушки возбуждения	По эскизу расположения катушки возбуждения	lв= 2(0,056 + 0,028 + 2× 0,01)= 0,208 м
115	Сопротивление обмотки возбуждения	(6.5)
116	Реальный ток возбуждения	Разд.6, п.40	Iв = 230 / 6027 = 0,03816 А,реальная величина тока равна ранее принятой
117	Реальная величина плотности тока в обмотке возбуждения	Из (6.2)	, что меньше допустимого

10.8. Потери и КПД генератора

№ п/п	Рассчитываемая величина	Используемая информация	Результаты расчёта
118	Потери в обмотке якоря	(7.1)	DРма = 0,3822×90,7= 13,23 Вт
119	Потери в обмотке возбуждения	(7.2)	DРв = 0, 038162× 6027= 8, 78 Вт
120	Потери в щётках	(7.4)	DРщ = 2,5 × 0,382 = 0,955 Вт
121	Удельнные потери в стали	Для стали 2012 удельные потери Р1,0/50 =2,9 Вт/кг
122	Масса магнитопровода ярма якоря	(7.5)	Ga= 7800×3,14(0,04 - 2×0,011)20,056/4= = 0,111 кг
123	Потери в стали ярма якоря	(7.7)	DРст.а= 2,3×2,9×1,612×0,111= 1,92 Вт
124	Масса зубцов якоря	(7.6)	Gz = 7800×16×0,011×0,0021×0,056= = 0,161 кг
125	Потери в стали зубцов	(7.8)	DРст.z = 2,3×2,9×1,772×0,161= 3,364 Вт
126	Потери в стали	(7.9)	DРст = 1,92 + 3,36 = 5,28 Вт
127	Потери от трения щёток	(7.10)	DРщ.тр = 2×0,25×4,0×104×40×10-6×3,6 = = 2,88 Вт
128	Масса якоря с коллектором	(7.12)	Gа.к = 3,14(7800×0,042×0,056 + +8900 × 0,02292× 0,014) / 4 =0,6 кг
129	Потери на тре-ние в подшип-никах	(7.11)	DРп.тр = 3,0×0,6×3000×10-3 =5,4 Вт
130	Потери на трение о воздух	(7.13)	DРв.тр = 2×0,043×30003×0,056×10-6= = 0,193 Вт
131	Полные механи-ческие потери	(7.15)	DРмех =2,88 + 5,4 + 0,193= 8,47 Вт
132	Полные потери генератора	(7.16)	DРS = 1,15(13,23 +8,78 + 0,955 +5,28 + + 8,47) = 42,2 Вт
133	Ток генератора	Разд.7, п.46	I= 0,382 - 0,0382= 0,344 А
134	КПД генератора	(7.18)

10.9. Тепловой расчёт

№ п/п	Рассчитываемая величина	Используемая информация	Результаты расчёта
135	Результирующий коэффициент теплоотдачи наружной поверхности якоря	(8.2)	aа=18(1+0,1×6,283) = 30,3 Вт/(К×м2)
№ п/п	Рассчитываемая величина	Используемая информация	Результаты расчёта
136	Коэффициент увеличения теплового сопротивления проводника	(8.5)
137	Число проводников по средней ширине паза якоря	, принимаем mа = 14
138	Эквивалентная междувитковая изоляция	(8.4)
139	Общая толщина изоляции от меди до стенки паза	(8.3)	b = (0,2 + 0,276)×10-3 = 0,476×10-3м
140	Коэффициент теплопроводности междувитковой и пазовой изоляции	Разд.8, п.49	l¢ = 0,125 Вт/(м×К)
141	Периметр паза	П =2×0,011+ 0,00464+ 0,00178 = = 28,4×10-3 м
142	Удельные потери в меди якоря	(8.6)
143	Удельные потери в стали якоря	(8.7)
144	Удельные потери трения о воздух	(8.8)
145	Ширина вершины зубца якоря	(3.22)
146	Среднее превышение температуры обмотки якоря	(8.1)
147	Коэффициент теплоотдачи коллектора	Разд. 8, п.50	aК= 50 Вт/(К×м2)
148	Полные потери на коллекторе	(8.9)	Рк = 0,955 + 2,88 = 3,835 Вт
149	Поверхность охлаждения коллектора	(8.10)	Sк = 3,14 × 0,0299 × 0,014 =1,32×10-3 м2
№ п/п	Рассчитываемая величина	Используемая информация	Результаты расчёта
150	Превышение температуры коллектора	(8.11)
151	Коэффициент теплоотдачи катушки возбуждения	Разд.8, п.51	a’O = 28 Вт/(К×м2)
152	Потери в одной катушке возбуждения	(8.12)	wм.в = 8,78/2 =4,39 Вт
153	Поверхность охлаждения катушки возбуждения	(8.14)	Sв=(0,0408 + 0,015 + 2×0,015 + 8×0,01)× ×0,012 + (0,0408 + 0,015 + 4×0,010)× ×0,012 = 0,00314 м2
154	Превышение температуры обмотки возбуждения	(8.15)
155	Температуры якоря, коллектора и обмотки возбуждения не превышают допустимой для выбранного класса изоляции, равной 90о С

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК