Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. Королёва ( СГАУ ) Факультет инженеров воздушного транспорта Кафедра электротехники Пояснительная записка к курсовому проекту “Расчет электромашины постоянного тока параллельного возбуждения” Выполнил студент: Группа Вариант № 121 Проверил преподаватель: Абаимов М.А. Самара 2013

Реферат

Курсовая работа.

Пояснительная записка: 51 стр., 4 табл., 36 рис., 7 граф., 3 источника.

Графическая документация: 2л. А4

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ, ДВИГАТЕЛЬ, КОЛЛЕКТОР, ВЕНТИЛЯТОР, СТАНИНА, ЯКОРЬ, ДОБАВОЧНЫЕ ПОЛЮСЫ, ЩЕТКИ И ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛИ, МАГНИТОПРОВОД, МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ, ОБМОТКА ВОЗБУЖДЕНИЯ, КОММУТАЦИЯ,.

Проектирование электрической машины является весьма сложной задачей, требующей зачастую расчета нескольких вариантов основных размеров магнитной цепи и паза якоря. Это обусловлено тем, что число параметров, которые необходимо определить, существенно превышает число уравнений, необходимых для расчета машины. На первый план при курсовом проектировании выступают эксплуатационные свойства машины и их связь с размерами магнитопровода, паза якоря, напряжением питания и частотой вращения. Указанные величины задаются на основе данных хорошо зарекомендовавших себя в работе машин единой серии П и машин новой серии 2П.

Оглавление

Задание 4

Выбор главных размеров электродвигателя 7

Выбор и расчёт обмотки якоря 10

Расчёт магнитопровода 16

Воздушный зазор между главными полюсами и якорем 18

Расчёт магнитной цепи 21

Расчет параллельной (шунтовой) обмотки возбуждения 26

Расчёт последовательной (сериесной) обмотки 29

Расчет коллектора 30

Выбор щеток и щеткодержателей 32

Проверка коммутации 33

Расчет добавочного полюса 35

Определение м.д.с. обмотки добавочных полюсов 37

Расчет обмотки добавочных полюсов 40

Расчет потерь и к.п.д. 42

Расчет характеристик 45

Пояснения к расчетам 46

Тепловой расчет. 51

Определение тепловых сопротивлений и температуры перегрева. 51

Температура перегрева 54

Определение количества охлаждающего воздуха. 54

Расчет вентилятора 56

Чертеж электродвигателя 60

Список литературы 61

Задание

Исходные данные: вариант 121

• Геометрические размеры

Тип машины – П31;

Высота оси вращения – 150мм;

• Якорь

Внешний диаметр , см – 16;

Внутренний диаметр , см – 3;

Длина , см – 7,5;

Число зубцов (пазов) Z– 18;

Высота пазов , мм – 20;

Ширина зубца , мм – 5,5;

Тип провода обмотки – ПЭВ2;

• Главные полюсы

Число полюсов 2р – 2;

Ширина полюсов , см – 4,8;

Высота полюса , см – 5,66;

Длина полюса , см – 7,5;

Ширина наконечника , см – 12,4;

Зазор под полюсом , см – 0,09;

Длина витка обмотки , м – 0,41;

• Добавочные полюсы

Число полюсов 2– 1;

Длина полюсов , см – 5,5:

Длина наконечника , см – 7,5;

Ширина полюса , см – 2,6;

Ширина наконечника , см – 2,6;

Высота полюса , см – 5,63;

Высота наконечника , см – 0,6;

Зазор под полюсом , см – 0,12;

• Станина

Внешний диаметр , см – 26,9;

Внутренний диаметр , см – 23,5;

Длина , см – 16,5;

• Коллектор и щетки

Диаметр , см – 8;

Число пластин – 72;

• Ориентировочные значения

КПД, % – 78;

Индукция в зазоре главного полюса , Тл – 0,583;

Н.С. реакция якоря , А – 116;

Свободная площадь паза якоря ,– 137;

Примечания 1:

1. В машине осевых каналов нет, а пазы полузакрытой формы =3,5 мм;

2. Материал магнитопровода: якорь – сталь Э12, Δ_с= 0,5 мм;

главный полюс – Э330, Δ_с= 0,5 мм;

добавочный полюс – Э11, Δ_с= 1 мм;

станина – Ст-3.

3. Класс изоляции «В».

4. Обмотка якоря – петлевая, 2а = 2.

• Номинальные данные

Напряжение , В – 220;

Частота вращения , об/мин – 750;

Скорость охлаждающего воздуха , м/с – 10;

• Данные конструкции

Степень защиты (IP) – 13;

Форма исполнения (IM) – 4111;

Режим работы (S) – 2.

По этим данным требуется рассчитать:

1. обмоточные данные машины;

2. характеристики намагничивания;

3. рабочие характеристики двигателя;

4. превышение температуры обмотки якоря.

5. Графическая часть проекта должна содержать:

6. чертеж общего вида;

7. чертеж паза якоря с выбранными проводниками, пазовой изоляцией и клином;

8. рабочие характеристики и кривые намагничивания.

Расчёт машины постоянного тока Выбор главных размеров электродвигателя

1. Принимаем предварительное значение к.п.д. и мощности по рис. 1.

Рис.1. Зависимость коэффициента полезного действия от номинальной мощностидля машин общего применения.

(Вт);

2. Ток электродвигателя по (1.7б)

(А);

3. Ток якоря по (1.8б), если принять ток в параллельной (шунтовой) обмотке

- ток в параллельной (шунтовой) обмотке.

(А);

(А);

4. Электромагнитная мощность по (1.6а)

(кВт);

5. Отношение

(кВт/об/мин);

6. Выбираем по кривым на рис. 2.

(см);

7. Проверяем величину окружной скорости вращения якоря по (1.4) и рекомендуемым значениям § 1.3 п.5.

(м/с);

Так как это значение меньше рекомендуемого, следовательно эта машина меньшей мощности.

8. Выбираем значения ипо кривым рис. 3, 4, 5 и по рекомендациям §1.3, п.3.

Рис. 2. Зависимость диаметра якоря иот отношениядля машин общего применения

Рис. 3. Зависимость линейной нагрузки обмотки якоря от диаметра якорядля машин общего применения

Рис. 4. Зависимость магнитной индукции в воздушном зазоре от диаметра якорядля машин общего применения

Рис. 5. Зависимость расчетного коэффициента полюсной дуги от диаметра якоря, для машин общего применения

- линейная нагрузка по рис. 3.

(Тл) – магнитная индукция в воздушном зазоре по рис. 4.

- коэффициент полюсной дуги по рис. 5.

9. Определяем значение расчетной длины якоря по (1.9)

(см);

По (1.12а), а также воспользовавшись значением в задании, принимаем (см);

10. Подсчитываем отношение расчетной длины якоря к диаметру (см §1.3 п. 4)

;

11. Выбираем число полюсов по §1.5 п. 1 и по задании

12. Полюсное деление по (1.13)

(см);

В машинах общего применения полюсное деление (см), т.е. рассчитанное значение соответствует рекомендуемой.

13. Расчетная ширина полюсной дуги (1.15)

(см);

14. Воздушный зазор под главным полюсом по рис. 6 и заданию принимаем

Рис. 6. Зависимость воздушного зазора между главным полюсом и якорем от диаметра якорядля машин общего применения

Принимаем (см);

15. Действительная ширина полюсного наконечника по (1.14)

- расчётная длина полюсной дуги наконечника главного полюса;

- воздушный зазор между якорем и главным полюсом;

(см);

16. Проверяем значение