Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники (стр. 6 из 9)
Максимальное значение намагничивающей силы под набегающим краем полюса:
=319+11978×0,085/2=828 A,Из переходной характеристики определяем максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре под набегающим краем полюса
= 0,624Из (10.35) [2] определяем среднее значение индукции в воздушном зазоре под нагрузкой:
=(-0,26+4× 0,44+ 0,624 )/6=0,354 Тл,где
- номинальное значение индукции в воздушном зазоре в режиме холостого ходаИз переходной характеристики определяем (автоматически программой):
= 253 А.Определяем МДС поперечной реакции якоря:
=319- 253 =66 АПродольная коммутационная МДС якоря в машинах малой мощности возникает в результате смещения нейтральной точки обмотки с геометрической нейтрали при замедленной коммутации тока в короткозамкнутых секциях. В машинах без добавочных полюсов и положении щёток на геометрической нейтрали процесс коммутации в короткозамкнутых секциях якоря получается замедленным. В этом случае коммутационная МДС якоря у двигателей усиливает поле полюсов. Её величина определяется следующим путём.
Переходное падение напряжения в щёточном контакте на пару щёток марки ЭГ-14 по табл. П4.2 [2]
=2,5 В, составляющие переходного падения напряжения в контакте щёток 
=2,1 В, 
=0,4 В по [4].Сопротивление щёточного контакта
=2∙2,5/(4∙ 2,21)=0,566 Ом.Период коммутации
0,004/6,28=0,000637 с.Средняя длина силовой линии поперечного поля якоря в междуполюсном пространстве двигателя
(0,115-0,085)/2=0,015 м.Средняя эквивалентная индуктивность секции якоря
2∙24∙ 6,638∙10-6∙11978∙0,044∙0,004∙ 0,073/ (2,21∙0,04)=0,000084 Гн.Коэффициенты определяются:
0,566∙0,000637/0,000084=4,29; 
1,7∙2,1∙4,29/2,5=6,126; 
1,7∙0,4∙4,29/2,5=1,167.Коммутационная МДС якоря на один полюс
0,0117∙11978/(6,126+1,167+1))∙ (1+0,2∙3,14∙0,115/(0,015∙ 6,638))=15 А.Для устойчивой работы двигателя при изменении нагрузки на валу применим стабилизирующую последовательную обмотку. Без стабилизирующей обмотки возбуждения с увеличением нагрузки на валу двигателя увеличивается ток якоря и увеличивается размагничивающее действие реакции якоря на основной магнитний поток главных полюсов. При достаточно большом значении реакции якоря зависимость частоты вращения якоря от мощности на валу двигателя имеет не падающий, а возрастающий характер, что приводит к неустойчивому режиму работы двигателя. МДС последовательной стабилизирующей обмотки возбуждения должна компенсировать МДС реакции якоря. Поэтому принимаем МДС стабилизирующей обмотки равной МДС поперечной реакции якоря (направлены навстречу друг другу)
= 
=66 А.Число витков стабилизирующей обмотки на один полюс
66/ 2,21=29,86Принимаем
=30 витков.Уточняем МДС стабилизирующей обмотки при номинальном режиме работы
30∙ 2,21=66,3 А.Сечение и диаметр провода последовательной обмотки возбуждения. Плотность тока в обмотке предварительно выбираем для машин со степенью защиты IP22 по п.10.7:
5000000 А/м2.Расчетное сечение провода предварительно
= 2,21/5000000=0,000000442 м2.Принимаем по табл. 10.18 [2] круглый провод ПСД: по табл. П.3.1 [2] диаметр голого провода dГСО=0,00075 м, диаметр изолированного провода
= 0,000815 м; = 0,000915 м,сечение провода
= 0,000000442 м2.Окончательная плотность тока в проводнике стабилизирующей обмотки возбуждения
= 2,21/0,000000442=5000000 А/м2.Средняя длина витка стабилизирующей обмотки
=2×(0,044+0,036= 0,160 м.Полная длина обмотки
2×0,160×30=9,60 м.Сопротивление стабилизирующей обмотки возбуждения при
°С 
=9,60/(57×106×0,000000442)= 0,38 Ом.Сопротивление стабилизирующей обмотки возбуждения при
°С 
1,22× 0,38 =0,46 Ом.Масса меди стабилизирующей обмотки
8900×9,60×0,000000442= 0,0378 кг.Выбираем изоляцию обмоток: изоляция сердечника: эпоксидная смола, толщина 1 мм.
Потребная площадь окна для размещения стабилизирующей обмотки возбуждения на полюсе
30∙0,0009152∙106/0,84=30 мм2,где
=0,82...0,88 – коэффициент, учитывающий возможные неточности намотки рядов провода в катушке. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе 
1,2∙30=36 мм2.Продольная составляющая МДС якоря
на один полюс возникает вследствие самопрозвольного сдвига щёток с геометрической нейтрали по механическим причинам и неточности установки и в малых машинах незначительна: 
=0,00025∙10-2∙11978= 3,0 А.Необходимая МДС шунтовой обмотки возбуждения на один полюс
347+66-66,3-15-3,0=328,7 А.Вначале принимаем значение
согласно полученному по формуле. Затем выполняем расчет по пп..3.11.5-3.13.12. При несовпадении значения частоты вращения в номинальном режиме (при расчете рабочих характеристик в п.3.13.12 ) корректируем . После корректировки принимаем 
329 А.Принимаем предварительно ширину катушки параллельной обмотки
0,5∙(0,083-0,036)=0,024 м,толщину изоляции обмотки возбуждения (изоляция сердечника полюса- эпоксидная смола толщиной 1 мм)
0,001 м. тогда средняя длина витка обмотки по (10.57) [2] 
2×(0,044+0,036)+ 
×(0,024+0,001)==0,239 м.
Расчетное сечение меди параллельной обмотки при последовательном соединении катушек полюсов по (10.58) [2]
1,1×2×329×0,239/(220×57×106)== 0,00000001379 м2,
где
- коэффициент запаса.Принимаем по табл. 10.18 [2] круглый провод ПСД: по табл. П.3.1 [2] диаметр голого провода
м, диаметр изолированного провода 
= 0,0001 м; сечение провода = 0,00000000502 м2.Номинальную плотность тока принимаем для машин со степенью защиты IP22 по п.10.7:
3500000 А/м2.