Двигатель постоянного тока (стр. 1 из 4)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: «ЭтЭЭм»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Двигатель постоянного тока»

КП 14020365 637

Выполнил: Кузнецов К. И.

Проверил: Пашнин В.М.

Хабаровск

2007

Введение

Почти вся электрическая энергия вырабатывается электрическими машинами. Но электрические машины могут работать не только в генераторном режиме, но и в двигательном, преобразуя электрическую энергию в механическую. Обладая высокими энергетическими показателями и меньшими, по сравнению с другими преобразователями энергии, расходами материалов на единицу мощности, экологически чистые электромеханические преобразователи имеют в жизни человеческого общества огромное значение.

При проектировании электрической машины приходится учитывать большое количество факторов, от которых зависят её эксплуатационные свойства, заводская себестоимость и надёжность в работе.

При проектировании выбор материалов, размеров активных и конструктивных частей машины должен быть технически и экономически обоснован. При этом следует использовать предшествующий опыт и ориентироваться на данные современных машин. Однако необходимо критически относиться к этим данным, выявить недостатки машин и найти способы их устранения.

Целью данной работы была разработка конструкции двигателя постоянного тока. За основу конструкции была принята машина постоянного тока серии 2П. Проектирование двигателя включает в себя выбор и расчёт размеров статора и ротора, обмоток, изоляции, конструктивных деталей, объединение их в конструктивные узлы и общую компоновку всех его частей.

Материалы, размеры и формы конструктивных деталей должны быть так выбраны и отдельные детали так объединены, чтобы двигатель по возможности наилучшим образом соответствовал своему назначению и был наиболее экономичным в работе и изготовлении.

1 Выбор и расчёт главных размеров двигателя

1.1

– предварительное значение КПД двигателя назначаем в зависимости от его мощности по [рис1.1]. Принимаем среднее значение η_н= 0,8.

1.2 Определяем предварительное значение номинального тока:

1.3 Ток якоря:

где значение коэффициента

выбираем из табл.1.1.,

=0,08

1.4 Определяем электромагнитную мощность двигателя:

кВт

1.5 Диаметр якоря D можно принять равным высоте оси вращения:

Определяем наружный диаметр якоря D_Н, м:

1.6

– линейная нагрузка якоря по [рис1.3].

1.7

– магнитная индукция в воздушном зазоре по [рис1.4].

– расчетный коэффициент полюсного перекрытия по [рис1.5].

1.8 Определяем расчётную длину якоря:

1.9 Определяем отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру:

полученное λ удовлетворяет условию

1.10 Принимаем число полюсов двигателя 2р = 4.

1.11 Находим полюсное деление:

1.12 Определяем расчётную ширину полюсного наконечника:

1.13 Действительная ширина полюсного наконечника при эксцентричном зазоре под главными полюсами

2 Выбор обмотки якоря

2.1 Т.к. ток якоря меньше 600 А, выбираем простую волновую обмотку

(2а = 2). Ток параллельной ветви равен:

2.2 Определяем предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря:

2.3 Крайние пределы чисел пазов якоря:

где t₁ – зубцовый шаг, граничные значения которого зависят от высоты оси вращения.

Принимаем t₁_max = 0.02 м; t₁_min = 0.01 м. Тогда:

Ориентировочное число пазов якоря:

где отношение

определяется по табл.2.1

=10

Зубцовый шаг:

2.4 Число эффективных проводников в пазу:

В симметричной двухслойной обмотке это число должно быть четным. Принимаем N_п=24, тогда число проводников в обмотке якоря определяется как

2.5 Т.к. диаметр якоря меньше 200 мм, пазы якоря выполняем полузакрытыми овальной формы, зубцы с параллельными стенками. Выбор такой конструкции обусловлен тем, что обмотка якоря таких машин выполняется всыпной из эмалированных медных проводников круглого сечения, образующих мягкие секции, которые легко можно уложить в пазы через сравнительно узкие шлицы.

2.6 Выбор числа коллекторных пластин. Минимальное число коллекторных пластин К ограничивается допустимым значением напряжения между соседними коллекторными пластинами. Для серийных машин без компенсационной обмотки

Минимальное значение К:

Принимаем коллекторное деление:

Максимальное значение К:

где

– наружный диаметр коллектора

Число коллекторных пластин:

где

- число элементарных пазов в одном реальном (

=3).

Данные полученные ранее записываем в таблицу:

u_n	К = u_n·Z
3	120	4	18	3.27

Уточнённое значение линейной нагрузки, А/м

где

2.7 Скорректированная длина якоря:

2.8 Наружный диаметр коллектора