ВСТУП

Електричні машини постійного струму широко застосовуються як двигуни й генераторів при різних частотах обертання.

Конструктивні форми машини постійного струму визначаються умовами монтажу, характером зовнішнього середовища, системою вентиляції, умовами обслуговування.

Необхідно знати, що машини постійного струму розрізняються по ступені захисту персоналу від зіткнення із струмоведучими та рухомими частинами, усередині машин, від влучення твердих сторонніх тіл всередину машин і по ступені захисту від проникнення води. Характеристики ступенів захисту і їхніх позначень встановлюються ГОСТ 17494-72 і ГОСТ 14254-80. Конструктивні виконання електричних машин по способу монтажу (кріплення й зчленування) залежно від напрямку осі вала, конструкції підшипникових щитів позначаються за ГОСТ 2479-79.

По способах охолодження (вентиляції) машини постійного струму можуть виконуватися:

с природною вентиляцією;

с самовентиляцією;

с примусовою вентиляцією.

Позначення способів охолодження встановлюється ГОСТ 20453.

У даному курсовому проекті розраховується двигун постійного струму. Як базова конструкція приймається конструкція двигунів серії 4П.

У курсовому проекті виконуються електромагнітний, тепловий, вентиляційний і механічний розрахунки, а також розробляється конструкція двигуна.

1 ВИХІДНІ ДАНІ

1.1 Номінальна потужність .

1.2 Номінальна напруга .

1.3 Номінальна частота обертання .

1.4 Збудження двигуна - незалежне.

1.5 Режим роботи S1.

1.6. Форма виконання IP22.

1.7 Система охолодження IC01.

1.8 Виконання по способу монтажу IM1001.

1.9 Клас нагрівостійкості ізоляції F.

2 Визначення головних розмірів

2.1 Відповідно до рекомендацій по проектуванню вибираються:

2.1. 1 Висота осі обертання .

2.1. 2 Діаметр якоря .

2.1. 3 Зовнішній діаметр станини .

2.1. 4 Припустима відстань від нижньої частини корпуса машини до опорної площини лабетів .

2.1. 5 Число полюсів .

2.2 Розрахункова потужність двигуна

.

2.3 Розрахункова довжина сердечника якоря

.

2.4 Відношення розрахункової довжини сердечника до діаметра якоря

.

2.5 Полюсний розподіл .

2.6 Обертова швидкість якоря

.

2.7 Частота перемагнічування якоря .

2.8 Вибирається аксіальна система вентиляції без вентиляційних каналів у сердечнику якоря.

2.9 Довжина сердечника якоря .

2.10 Ефективна довжина сердечника якоря

.

2.11 Розрахункова ширина полюсного наконечника

.

2.12 Номінальний магнітний потік

.

2.13 Номінальний струм .

2.14 Струм в обмотці якоря при номінальному навантаженні

.

3 Розрахунок обмотки якоря

3.1 Вибирається проста хвильова обмотка якоря із числом паралельних галузей .

3.2 Струм у паралельній вітці обмотки якоря:

.

3.3 Попереднє значення спадання напруги в обмотках якоря, додаткових полюсів і щітковому контакті:

.

3.4 Номінальна МРС, що індуктується в обмотці якоря,

.

3.5 Орієнтовне число активних провідників обмотки якоря

.

3.6 Відповідно до рекомендацій по проектуванню вибирається число витків у секції , число пазів якоря , число секційних сторін по ширині паза , число секцій в обмотці якоря , число колекторних пластин .

7. Величина колекторного розподілу:

,

де - попереднє значення діаметра колектора.

7. Середня напруга між сусідніми колекторними пластинами

.

7. Перевірка виконання умов симетрії обмотки:

; ;

: .

3.10 Число провідників обмотки якоря

.

3.11 Остаточні значення номінального магнітного потоку, номінальної магнітної індукції в повітряному зазорі й лінійному навантаженні

,

,

.

Отримані значення відрізняються від раннє прийнятих не більш, ніж на 10%.

3.12 Крок обмотки по реальних пазах

,

де - величина вкорочення кроку для хвильової обмотки.

3.13 Результуючий крок обмотки по елементарних пазах

.

3.14 Перший частковий крок обмотки якоря

,

де - укорочення кроку по колекторі.

3.15 Другий крок обмотки якоря

.

3.16 Крок зрівняльних з'єднань та їхня кількість

.

Остаточне число зрівняльних з'єднань .

3.17 Розгорнута схема обмотки якоря представлена на малюнку 3.1.

4 Визначення розмірів паза й зубця

4.1 Зубцовое розподіл на поверхні якоря

.

4.2 Попередня висота паза вибирається відповідно до рекомендацій [1].

4.3 Крок зубця у основи

4.4 Мінімально припустима ширина зубця у основи

,

де - магнітна індукція у основи зубця, вибирається по [1].

4.5 Попередня ширина паза

.

4.6 Припустима щільність струму в обмотці якоря .

4.7 Розрахунковий перетин провідника обмотки якоря

.

4.8 Число провідників в одному пазі

.

4.9 Вибирається провідник марки ПСД із перетином і розмірами без ізоляції й в ізоляції .

10. Заповнення паза наведене в таблиці 4.1.

11. Остаточні розміри паза: висота , ширина .

Таблиця 4.1 - Заповнення паза

Частина обмотки	Поз на мал.	Матеріал, марка ізоляції класу F	Тол-щи-на, мм	Число шарів	Двостороння товщина ізоляції
					по ши-рині	по ви-соті
Пазова	1	Синтофолій F	0,16	3,5 оберти	1,1	2,2
	2	Синтофолій F	0,16	2	-	0
	3	Склолакотканина ЛСП	0,15	1	0,3	0,5
	4	Склотекстоліт СТЕФ	0,5	1	-	0,5
	5	Склотекстоліт СТЕФ	0,5	1	-	0,5
	6	Склотекстоліт СТЕФ	0,5	1	-	0,5
	Допуск на укладання обмотки				0,3	0,5
	Загальна товщина ізоляції в пазу (без виткової)				1,7	4,7
Лобова	7	Плівка поліімідна ПМ 0,053	0,15	1 впівнахлесту	0,6	0,6
	8	Стрічка скляна ЛЕС	0,1	Те ж	0,4	0,4
	Загальна товщина ізоляції лобової частини (без виткової)				1,0	1,0

Рисунок 4.1 - Заповнення паза

4.12 Коефіцієнт заповнення паза:

.

4.13 Крок зубця у основи й ширина зубця:

,

не відрізняються від попередньо обраних більш ніж на 10%.

4.14 Розрахункова індукція у основи зубця:

4.15 Зубцовий розподіл якоря й ширина зубця в середньому перетині:

,

.

4.16 Ширина зубця на поверхні якоря:

.

4.17 Довжина вильоту однієї лобової частини обмотки якоря:

.

4.18 Середня довжина однієї лобової частини обмотки якоря:

.

4.19 Середня довжина витка обмотки якоря:

.

4.20 Опір обмотки якоря при розрахунковій температурі 115 для класу F:

.

4.21 Падіння напруги у колі якоря:

,

де - опір обмотки якоря й обмотки додаткових полюсів.

4.22 Висота спинки якоря:

,

де - попереднє значення індукції в спинці якоря, вибирається по [1].

4.23 Внутрішній діаметр якоря:

.