8 Определение технико-экономических показателей тд

8.1 Характеристика использования материалов

Укрупненную оценку расхода активных материалов выполняем по удельной массе двигателя, то есть массе, отнесенной к единице мощности, кг/Вт:

, (8.1)

или к единице вращающего момента, кг/Вт:

, (8.2)

где m_д– масса двигателя. Ее определяем по эмпирической формуле, кг:

, (8.3)

;

тогда

или .

8.2 Регулировочные свойства тд

Возможность использования мощности ТД в широком диапазоне скоростей определяется регулировочными свойствами двигателя.

Для оценки регулировочных свойств используется коэффициент использования мощности:

, (8.4)

где _min– предельная степень ослабления возбуждения:

, (8.5)

где k_уmin– коэффициент устойчивости равный 1,1;

w`_а– число витков обмотки якоря на один полюс:

, (8.6)

;

тогда .

При этом значение межламельного напряжения не должно превышать е_доп=3335В. Значение межламельного напряжения определяем по формуле, В:

, (8.7)

.

Итак, .

8.3 Определение стоимости тд

Для определения ориентировочной стоимости ТД используем формулу, руб.:

, (8.8)

где G, Pир – соответственно масса, мощность и число пар полюсов проектируемого двигателя;

G₁, P₁ир₁– то же для прототипа двигателя. В качестве прототипа двигателя выбираем серийный ТЛ2К [1, табл. 1 в прил.],

тогда .

9 Тепловой расчет обмотки якоря

Приведенный периметр паза, см:

, (9.1)

.

Расход охлаждающего воздуха выбираем из расчета 2,5 м³/мин на 1 КВт потерь (в продолжительном режиме), в данном случае принимаем, м³/мин:

, (9.2)

.

Эквивалентная скорость воздуха относительно поверхности якоря, м/с:

, (9.3)

.

Потери в меди, Вт:

, (9.4)

.

Коммутационные потери определяются в следующем порядке.

Отношение неактивной длины проводника к активной:

, (9.5)

.

Приведенная высота проводника, м:

, (9.6)

где - угловая частота вращения якоря, с^-1:

, (9.7)

;

=Г/м;

=См/м – удельная проводимость электротехнической меди при ожидаемом превышении температуры обмотки 150^оС;

тогда .

Коэффициент по формуле:

, (9.8)

.

Коэффициент по формуле:

, (9.9)

.

Коэффициент по формуле:

, (9.10)

где m– число элементарных проводников в пазу,

.

Коэффициент Фильда:

, (9.11)

.

Коммутационные потери, Вт:

, (9.12)

.

Потери от главного пазового поля, Вт:

, (9.13)

.

Добавочные пульсационные потери складываются из потерь от повышения действующего значения тока и потерь от вихревых токов. Их сумму определим в следующем порядке.

Приведенная высота проводника, м:

, (9.14)

где - угловая частота вращения якоря приf = 100Гц, с^-1:

, (9.15)

;

тогда .

Функции:

, (9.16)

;

, (9.17)

.

Коэффициент Фильда:

, (9.18)

.

Отсюда, добавочные пульсационные потери, Вт:

, (9.19)

где - коэффициент пульсации тока якоря равный 0,25;

.

Суммарные потери в меди, Вт:

, (9.20)

.

Превышение температуры меди обмотки якоря над окружающим воздухом, ^оС:

,(9.21)

где - удельная теплопроводность изоляции, Вт/(^оС см²):

, (9.22)

где - эффективная толщина изоляции, см:

, (9.23)

;

тогда ;

- коэффициент теплоотдачи, равный 0,02 Вт/(^оС см²), выбран по рис. 3.6 из;

- среднее превышение температуры вентилирующего воздуха, равное 11^оС, принимаем по рис. 3.8 из;

0,91 – коэффициент, учитывающий открытое исполнение лобовых частей обмотки якоря;

Итак,

.

Отсюда видно, что нагрев обмотки якоря не превышает допустимой величины 120^оС.