Машины постоянного тока (стр. 1 из 2)
Задание
По данным машины постоянного тока требуется: рассчитать и вычертить эскиз магнитной цепи машины; определить Н.С. возбуждения при номинальном режиме; вычертить развернутую схему обмотки якоря. Тип обмотки – петлевая.
| №п/п | Наименование данных и геометрических размеров | Данные |
| 1 | Режим работы | Генератор |
| 2 | Мощность Рн, кВа | 35 |
| 3 | Напряжение Uн,В | 230 |
| 4 | Ток якоря Iан, А | 155 |
| 5 | Частота вращения n, об/мин | 1450 |
| 6 | Число главных полюсов 2р | 4 |
| 7 | Воздушный зазор под главными полюсами δ, мм | 2 |
| 8 | Наружный диаметр якоря Da, мм | 246 |
| 9 | Диаметр вала dв, мм | 75 |
| 10 | Длинна сердечника якоря lа, мм | 175 |
| 11 | Число радиальных вентиляционных каналов nв | - |
| 12 | Число пазов якоряZ | 29 |
| 13 | Глубина паза якоряhn, мм | 27 |
| 14 | Ширина паза якоря bn, мм | 10 |
| 15 | Число активных проводников N | 290 |
| 16 | Число параллельных ветвей обмотки 2а | 2 |
| 17 | Сопротивление обмотки якоря и добавочных полюсов при 15ОС (Za+Zδ)150, Ом | 0,073 |
| 18 | Наружный диаметр станины D1, мм | 516 |
| 19 | Внутренний диаметр станины D2, мм | 465 |
| 20 | Длинна сердечника главного полюса lm, мм | 175 |
| 21 | Ширина сердечника главного полюса bm, мм | 75 |
| 22 | Длинна станины lя, мм | 345 |
| 23 | Коэффициент полюсной дуги αδ | 0,64 |
| 24 | Коэффициент магнитного рассеяния σ | 1,178 |
| 25 | Число пазов Z | 28 |
| 26 | Число коллекторных пластин К | 28 |
| 27 | Число полюсов 2р | 4 |
| 28 | Число параллельных ветвей 2а | 8 |
| 29 | Число простых обмоток m | 2 |
Решение
1 Определим номинальный основной магнитный поток с учетом генераторного режима работы;([2]).
где,
Еан =Uн+[Iан *(za+zδ)75o+2∆Uщ ]=230+[155*1,24*0,073+2*1]=246В.-ЭДС при номинальном режиме;
(za+zδ)75o- сопротивление обмотки якоря и добавочных полюсов при 75ОС =1,24(za+zδ)15o=1,24*0,073Ом;
2а=2 (а=1)-число параллельных ветвей обмотки;
∆Uщ=1В-падение напряжения на щеточном контакте;
2р=4 (р=2) – число главных полюсов;
n =1450 частота вращения;
N= 290 число активных проводников.
Отсюда:
2 Построим кривую намагничивания машины, зависимость основного магнитного потока от нормальной силы возбуждения. Для этого рассчитаем магнитную цепь генератора ряда значений основного магнитного потока - (0,5; 0,8; 1,0; 1,1; 1,2) Фδн
Данные расчетов занесем в таблицу 1.
Определим магнитное поле и Н.С. воздушного зазора.
Полюсное деление.
Расчетная полюсная дуга -bδ;
Длинна якоря в осевом направлении;
Расчетная длинна якоря;
Индукция в воздушном зазоре;
Нормальная сила в воздушном зазоре;
Где: μ0 – 4хπх10-7Гн/м - магнитная проницаемость стали.
kδ– коэффициент зубчатости, равный
где t1 – зубцовое деление, равное
bз1 – ширина зуба в верхней части, равна
γ - коэффициент равный
отсюда
Из этого
Определим магнитное поле и Н.С. зубцовой зоны.
Зубцовое деление по основанию пазов:
Наименьшая ширина зубца:
Ширина зуба посредине высоты:
Определим индукцию в зубцах при kс = 0,9 – коэффициенте заполнения пакета якоря сталью;
Так как вентиляционных канавок не предусмотрено lc(длинна пакета стали)=la
Пазовый коэффициент у основания паза:
Определим напряженность магнитного поля по характеристикам намагничивания для стали 1211;
Для: Вз1 =1,4Т намагниченность Нз1=1580А/м выбираемпо таблице намагниченности [2].
Вз2 =2,16Т намагниченность Нз2=66000А/м выбираем по семейству кривых (рис 2-9[1]).
Взср =1,71Т намагниченность Нзср=8200А/м выбираемпо таблице намагниченности [2].
Расчетное значение напряженности магнитного поля;
Определим Н.С. для зубцового слоя;
Определим магнитное поле и Н.С. для сердечника якоря.
Высота сердечника якоря;
Индукция в сердечнике якоря;((2-23),[1])
Напряженность магнитного поля в сердечнике якоря по характеристикам намагничивания для стали 1211;
На=458А/м
Средняя длинна пути магнитного потока в сердечнике якоря;
Н.С. для сердечника якоря;
Определим магнитное поле и Н.С. для сердечника полюса.
Индукция в сердечнике полюса при kс = 0,95 ((2-27),[1]);
Напряженность магнитного поля в полюсе по характеристикам намагничивания для стали 3413(Вп>1,6T);
Нm= 665А/м
Н.С. для сердечника полюса;
где
- высота полюса.Определим магнитное поле и Н.С. для ярма.
Индукция в ярме;
где
- высота (толщина) ярма.Отсюда
Напряженность магнитного поля в ярме по характеристикам намагничивания для стали 1211,[2];
Ня = 800А/м
Н.С. для ярма;
где:
средняя длинна магнитной линии в ярме.
Отсюда:
Определим Н.С. на полюс, необходимую для создания основного потока;
Воспользовавшись данными таблицы 1 построим кривую намагничивания генератора, рисунок 1.
3 Определим коэффициент насыщения магнитной цепи;
4 Построим переходную магнитную характеристику генератора рис. 2, представляющую собой зависимость индукции в воздушном зазоре при холостом ходе от суммы Н.С. воздушного зазора и зубцов на один полюс.
Из таблицы 1 возьмем соответствующие данные и рассчитаем.
По переходной магнитной характеристике генератора определим размагничивающую Н.С. поперечной реакции якоря.