Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники (стр. 2 из 9)

Число полюсов принимаем

=2

Полюсное деление

(3,14× 0,073)/2=0,115 м.

Действительная ширина полюсного наконечника

=0,72×0,115=0,083 м.

Расчетная ширина полюсного наконечника (полюсной дуги) малых машин вследствие насыщении тонких полюсных наконечников на 2-3% больше длины действительной полюсной дуги

=1,025∙0,72×0,115=0,085 м.

3.2 Выбор обмотки якоря

Ток параллельной ветви

2,21/2= 1,1 А.

При двухполюсном исполнении применяется простая петлевая обмотка, при четырёхполюсном-простая волновая. Выбираем простую петлевую обмотку с числом параллельных ветвей, равным числу полюсов (это свойство простой петлевой обмотки)

=2

Предварительное общее число эффективных проводников по (10.4) [2]

( × 0,073×12000)/ 1,1=2 501.

Выбор числа пазов якоря (по опыту построенных электродвигателей малой мощности) производится по следующему приближенному соотношению:

=(3…4)∙10² 0,073 =(22…29)

Принимаем число пазов якоря:

=26

( × 0,073)/26= 0,0088 м.

Число эффективных проводников в пазу

2 501/26=96,

принимаем

=96 тогда

96×26=2496.

Выбираем паз полузакрытой трапецеидальной формы с параллельными сторонами зубца.

Число коллекторных пластин К для различных значений числа секционных сторон в пазу

выбираем, сравнивая варианты:

№ п/п		К= Z
26	48	16,92
2	52	24	8,46
3	78	16	5,64

Поскольку

должно быть в пределах, не превышающих 15-16 В, принимаем вариант 2: =2, обеспечивающий обмотку с целым числом витков в секции 24. Тогда число коллекторных пластин К=52, число эффективных проводников =2×52×24=2496 число эффективных проводников в пазу =2496/26=96, число секций в обмотке якоря

2496/(2×24)=52.

Уточняем линейную нагрузку:

(2496× 1,1)/(

× 0,073)=11978 А/м.

Корректируем длину якоря:

0,044×12000/11978= 0,044 м.

Принимаем

= 0,044 м.

Тогда

0,044/ 0,073= 0,60.

Предварительное значение ЭДС для продолжительного режима работы при параллельном возбуждении

=454,5/ 2,21=206 В,

Предварительное значение магнитного потока на полюс

60×206∙2/(2×2496×3000)= 0,00165 Вб.

Сечение воздушного зазора, табл. 10.17 [2],

=0,085×0,044= 0,00374 м².

Индукция в воздушном зазоре, табл. 10.16 [2],

0,00165/ 0,00374= 0,44 Тл.

Наружный диаметр коллектора

(0,5¸0,9)× 0,073=(0,037¸0,066) м.

Принимаем:

= 0,04 м.

Окружная скорость коллектора

( ×0,04×3000)/60=6,28 м/с.

Коллекторное деление

×0,04/52= 0,00242 м.

Полный ток паза

1,1×96=105,6 А.

Окружная скорость якоря

( × 0,073×3000)/60=11,5 м/с.

Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря принимаем

11000000 A/м².

Предварительное сечение эффективного провода по (10.9) [2]

1,1/11000000= 0,000000100 м².

Принимаем по табл. П3.1 [] проводник марки ПСД: по ГОСТ диаметр голого провода d_г=0,000355 м; диаметр изолированного провода

= 0,000395 м; сечение элементарного проводника = 0,000000099 ; число элементарных проводников = 1 ,

тогда сечение эффективного проводника

1∙0,000000099=0,000000099 м².

Уточняем значение плотности тока в обмотке якоря

= 1,1/0,000000099=11111111 A/м²

3.3 Расчет геометрии зубцовой зоны

Высота паза якоря (согласно опыту построенных машин) составляет

=(0,24…0,35)∙ 0,073 =(0,018…0,026)

Принимаем

0,020 м.

Ширина зубца по (10.11) [2].

Частота перемагничивания стали зубцов

=(2/2)∙3000/60=50 Гц.

Допустимое значение индукции в стали зубца (по технологическим условиям принимается в пределах 1,3…1,5 Тл), принимаем для уменьшения потерь в стали якоря при частоте перемагничивания

50 Гц 1,3 Тл.

0,44× 0,0088/1,3/∙0,95= 0,0031 м,

Размеры паза в штампе принимаем согласно стр. 293 [1].

Принимаем ширину шлица паза (табл.8.14)

0,002 м;

высоту шлица паза (cм. рис.3.1)

0,0005 м.

Принимаем толщину клина

0,0005 м.

Исходя из условия паралельности граней, находим:

b₂=(pD-2h_п)/Z₁-b_z1=3,14×( 0,073-2×0,02)/26)- 0,0031 = 0,0009 м = 0,9 мм;

b₁=p (D-2h_ш1 -2h_к)/ Z₁-b_z1=3,14( 0,073-2×0,0005-2∙0,0005)/ 26-

- 0,0031 = 0,0055м =5,5 мм;

по (8.44)- (8-45) [1] (

=30⁰)

h_пк=h_п-hш₁- h_к=0,02-0,0005-0,0005 = 0,0190 м =19 мм.

Рис.3.2. Паз якоря

Согласно табл. 8.12. [1] припуск по ширине паза на сборку:

0,0001 м. припуск по высоте паза на сборку 0,0001 м.

Размеры паза в свету по (8.42) [1] с учетом припусков на сборку

= 0,0055-0,0001=0,0054 м=5,4 мм;