- •Электромагнитный расчет двигателя постоянного тока
- •Часть I. Выбор главных размеров двигателя. Исходные данные. Ч.I.
- •Результаты расчетов.
- •Окончательный вариант выбора главных размеров двигателя.
- •Часть II. Выбор обмотки якоря. Определение числа пазов. Выбор провода обмотки якоря, щеток. Выбор обмотки и числа пазов якоря.
- •Результаты расчетов.
- •Обмоточные данные.
- •Расчет геометрии паза .
- •Изоляция обмотки якоря .
- •Часть III. Расчет магнитной цепи двигателя .
- •По аппроксимированным кривым намагничивания
- •Часть IV. Расчет обмоток возбуждения и добавочных полюсов.
- •Часть V. Расчет потерь в двигателе и рабочих характеристик.
- •Масса отдельных узлов двигателя .
- •Расчет курсового проекта закончен.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФГБОУ ВПО «Череповецкий государственный университет»
Инженерно-технический институт
Кафедра электроэнергетики и электротехники
Дисциплина: Электрические машины
Подписано к защите: ____________ Принято: ______________
Защита состоится: ____________ Оценка: ______________
Подпись ___________
Руководитель Белкова С.В.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ
ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Шифр проекта: КП.140400
Исполнитель: _________________
Группа: ________
2012 г.
С о д е р ж а н и е .
1.Техническое задание.......................................................................................3
2. Таблицы данных для ввода в ЭВМ при расчете..........................................3
3. Выбор главных размеров двигателя.............................................................7
4. Выбор обмотки якоря. Определение числа пазов. Выбор провода
обмотки якоря, щеток..........................................................................................8
5. Паз якоря с укладкой проводников в масштабе 1:10..................................11
6. Расчет магнитной цепи двигателя................................................................12
7. Характеристики холостого хода....................................................................15
8. Расчет обмоток возбуждения и добавочных полюсов............................….16
9. Поперечный разрез двигателя …………………………............................….16
10. Расчет потерь и рабочих характеристик...............................................…..18
11. Рабочие характеристики....................................................................….......22
12. Список литературы………………………………………………………......….23
Т Е Х Н И Ч Е С К О Е З А Д А Н И Е
НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Мощность двигателя Р (кВт) =
2. Напряжение U (В) = 220
3. Номинальная скорость вращения Nн (об/мин) =
4. Диапазон регулирования скорости вращения D = 2,25
5. Способ возбуждения - параллельное,
со стабилизирующей последовательной обмоткой
6. Исполнение по степени защиты - IР22,
по способу охлаждения - самовентиляция ICO1
7. Режим работы - S1 - продолжительный
8. Изоляция обмоток класса - F
№ п/п |
Исходные данные для ввода |
Принятые обозначения |
Величина |
Размер- ность |
ВЫБОР ОБМОТКИ ЯКОРЯ, ПАЗОВ ЯКОРЯ И ЩЕТОК |
||||
1. |
Диаметр якоря |
Dа |
|
м |
2. |
Мощность двигателя |
Рн |
|
кВт |
3. |
К.п.д. |
к.п.д. |
|
% |
4. |
Номинальное напряжение |
Uн |
|
В |
5. |
Линейная токовая нагрузка |
Аа |
|
А/м |
6. |
Индукция в зазоре |
В |
|
Тл |
7. |
Расчетная мощность якоря |
Р1 |
|
кВт |
8. |
Скорость вращения |
nн |
|
об/мин |
9. |
Коэффициент полюсного перекрытия |
|
|
|
10. |
Полюсное деление якоря |
|
|
м |
11. |
Длина якоря |
L |
|
м |
12. |
Число полюсов |
2р |
|
|
13. |
Высота оси вращения |
Н0 |
|
мм |
РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ |
||||
1. |
Коэффициент полюсного перекрытия |
|
|
|
2. |
Полюсное деление якоря |
|
|
м |
3. |
Магнитный поток полюса |
Ф |
|
Вб |
4. |
Диаметр якоря |
Dа |
|
м |
5. |
Скорость вращения |
nн |
|
об/мин |
6. |
Число проводников обмотки якоря |
N |
|
|
7. |
Расчетная длина якоря |
L |
|
м |
8. |
Зубцовое деление якоря |
Т1 |
|
м |
9. |
Ширина паза |
bп |
|
мм |
10. |
Высота паза |
hп |
|
мм |
11. |
Число пазов якоря |
z |
|
|
12. |
Линейная токовая нагрузка |
Аа |
|
А/м |
13. |
Расчетное сечение спинки якоря |
Sа1 |
|
см2 |
14. |
Реальная высота спмнки якоря |
hад |
|
мм |
15. |
Номинальное напряжение |
Uн |
|
В |
16. |
Число параллельных ветвей обмотки якоря |
2а |
|
|
17. |
Число полюсов |
2р |
|
|
18. |
Высота оси вращения |
Н0 |
|
мм |
19. |
Диапазон рег-я скорости вращения |
D= nmax / nmin |
|
|
20. |
Диаметр вала якоря |
Dв |
|
мм |
21. |
Число вентиляционных каналов |
Nк |
|
|
22. |
Большой радиус паза якоря |
R1 |
|
мм |
23. |
Меньший радиус паза якоря |
R2 |
|
мм |
24. |
Расстояние между центрами |
Н1 |
|
мм |
25. |
Ширина зубца якоря |
bz |
|
мм |
26. |
Сечение зубца якоря |
Sz |
|
мм2 |
27. |
Ширина шлица паза якоря |
bщ |
|
мм |
РАСЧЕТ ОБМОТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ И ДОБАВОЧНЫХ ПОЛЮСОВ |
||||
1 |
Число витков в секции |
Wс |
|
|
2 |
Число проводников обмотки якоря |
N |
|
|
3 |
Полюсное деление якоря |
|
|
м |
4 |
Длина якоря |
L |
|
м |
5 |
Суммарное сечение провода обмотки якоря |
Sа |
|
кв.мм |
6 |
Размаг.действие попереч. Ря при nнmin |
Fqb |
|
А |
7 |
Н.с. возбуждения равная F0 при Ен |
Fе |
|
А |
8 |
Min н.с. шунтовой обмотки при х.х. |
F0min |
|
А |
9 |
Max н.с. шунтовой обмотки при х.х. |
F0max |
|
А |
10 |
Номинальный ток якоря |
Iан |
|
А |
11 |
Ширина сердечника главного полюса |
bm |
|
мм |
12 |
Длина сердечника главного полюса |
Lp=L |
|
мм |
13 |
Номинальное напряжение |
Uн |
|
В |
14 |
Число проводников по ширине паза |
Uп |
|
|
15 |
Э.д.с. якоря |
Еан |
|
В |
16 |
Предварительная высота главного полюса |
Нм |
|
мм |
17 |
Зубцовый шаг |
Yz |
|
|
18 |
Число коллекторных пластин |
к |
|
|
19 |
Зубцовое деление якоря |
Т1 |
|
м |
20 |
Ширина щетки |
bщ |
|
мм |
21 |
Диаметр коллектора |
Dк |
|
м |
22 |
Коллекторное деление |
Тк |
|
мм |
23 |
Число параллельных ветвей обмотки якоря |
2а |
|
|
24 |
Воздушный зазор |
|
|
мм |
25 |
Ширина паза |
bп |
|
мм |
26 |
Скорость вращения |
nн |
|
об/мин |
27 |
Линейная токовая нагрузка |
Аа |
|
А/м |
28 |
Расчетное значение полюсной дуги |
b1 |
|
мм |
29 |
Число полюсов |
2р |
|
|
30 |
Полный поток главного полюса при Еан |
Фм |
|
В |
31 |
Сечение спинки якоря |
Sа1 |
|
кв.см |
32 |
Сечение ярма |
Sя |
|
кв.см |
33 |
Диаметр якоря |
Dа |
|
м |
34 |
Наружный диаметр станины |
Dс |
|
м |
35 |
Высота станины |
Нс |
|
мм |
36 |
Диаметр вала |
Dв |
|
мм |
37 |
Число вентиляционных каналов |
Nк |
|
|
38 |
Число пазов якоря |
z |
|
|
39 |
Класс изоляции |
|
F |
|
40 |
Ширина паза |
bп |
|
мм |
41 |
Большой радиус паза якоря |
R1 |
|
мм |
42 |
Меньший радиус паза якоря |
R2 |
|
мм |
43 |
Расстояние между центрами |
H1 |
|
мм |
44 |
Ширина зубца якоря |
bz |
|
мм |
45 |
Высота шлица паза якоря |
hш |
|
мм |
46 |
Ширина шлица паза якоря |
bш |
|
мм |
РАСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК |
||||
1 |
Диаметр якоря |
Dя |
|
м |
2 |
Высота паза |
Нп |
|
мм |
3 |
Диаметр вала |
Dв |
|
мм |
4 |
Число вентиляционных каналов в якоре |
Nк |
|
|
5 |
Число пазов якоря |
z |
|
|
6 |
Длина якоря |
L |
|
м |
7 |
Ширина зубца якоря на середине высоты |
bz2 |
|
мм |
8 |
Скорость вращения |
nн |
|
об/мин |
9 |
Индукция в спинке якоря при Еан |
Ва |
|
Тл |
10 |
Индукция в зазоре |
В |
|
Тл |
11 |
Зубцовое деление якоря |
Т1 |
|
м |
12 |
Коэффициент воздушного зазора |
к |
|
|
13 |
Полюсное деление якоря |
|
|
м |
14 |
Коэффициент полюсного перекрытия |
|
|
|
15 |
Суммарная площадь щеток |
Sщ |
|
кв.см |
16 |
Диаметр коллектора |
Dк |
|
м |
17 |
Номинальный ток якоря |
Iан |
|
А |
18 |
Сопротив. якорной цепи при 115 |
Rяц115 |
|
Ом |
19 |
Номинальное напряжение |
Uн |
|
В |
20 |
Номинальный ток шунтовой обмотки |
Iшн |
|
А |
21 |
Размаг. действие поперечной реакции якоря при номинальной скорости вращения |
Fqb |
|
А |
22 |
Общая масса меди всех обмоток |
Gоб |
|
кг |
23 |
Длина коллектора |
Lк |
|
мм |
24 |
Ширина главного полюса |
bм |
|
мм |
25 |
Высота главного полюса |
Нм |
|
мм |
26 |
Ширина добавочного полюса |
Шд |
|
мм |
27 |
Наружный диаметр станины |
Dс |
|
м |
28 |
Высота станины |
Нс |
|
мм |
29 |
Аксиальная длина станины |
Lc |
|
м |
30 |
Номинальная э.д.с. якоря |
Еан |
|
В |
31 |
Полный поток главного полюса при Еан |
Фм |
|
Вб |
32 |
Сопротив.шунтовой обмотки при 115 |
Rш115 |
|
Ом |
33 |
Н.с. шунтовой обмотки в ном.режиме |
Fшн |
|
А |
34 |
Линейная токовая нагрузка |
Аа |
|
А/м |
35 |
Расчетное значение полюсной дуги |
b1 |
|
мм |
36 |
Размаг. действие поперечной реакции якоря при максимальной скорости вращения |
Fqb1 |
|
А |
37 |
Число витков стабил. обмотки на один полюс |
Wcо |
|
|
38 |
Число полюсов |
2р |
|
|
39 |
Число витков шунтовой обмотки |
Wш |
|
|
40 |
Н.с. возбуждения на всю машину при э.д.с. якоря |
|||
|
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1Еан |
|||
Fоа |
........ ........ ........ ........ ........ ....... ....... |
|||
41 ен |
Относительная э.д.с. якоря при э.д.с. якоря ....... ....... ...... ....... ........ ....... ...... |
|||
42 |
Большой радиус паза якоря |
R1 |
|
мм |
43 |
Меньший радиус паза якоря |
R2 |
|
мм |
44 |
Расстояние между центрами |
Н1 |
|
мм |
45 |
Ширина зубца якоря |
bz |
|
мм |
46 |
Сечение зубца якоря |
Sz |
|
мм |
47 |
Ширина шлицы паза якоря |
bш |
|
мм |
Электромагнитный расчет двигателя постоянного тока
Часть I. Выбор главных размеров двигателя. Исходные данные. Ч.I.
Мощность двигателя (кВт) =
Скорость вращения (об/мин) =
Результаты расчетов.
К.п.д. (%) =
Коэффициент Кд ( - ) =
Число полюсов 2р ( - ) =
Расчетная мощность Р1 (кВт) =
Dа мм |
В Тл |
Аа А/м |
м |
L м |
|
|
Vа м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательный вариант выбора главных размеров двигателя.
Высота оси вращения Н0 (мм) =
Dа мм |
В Тл |
Аа А/м |
м |
L м |
|
|
Vа м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор главных размеров двигателя закончен.
Часть II. Выбор обмотки якоря. Определение числа пазов. Выбор провода обмотки якоря, щеток. Выбор обмотки и числа пазов якоря.
Исходные данные.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Dа м |
Рн кВт |
к.п.д. % |
Uн В |
Аа А/м |
В Тл |
Р1 кВт |
nн об/мин |
|
м |
L м |
2р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. Высота оси вращения Н0 (мм) =
14. Класс изоляции обмоток машины
Результаты расчетов.
Обмотка якоря П Р О С Т А Я В О Л Н О В А Я
Число параллельных ветвей 2а = 2
Номинальный ток якоря Iан (А) =
Относительный ток возбуждения Кв =
Диаметр коллектора Dк (м) =
Таблица выбора числа пазов якоря - Z.
Диапазон выбора пазов якоря z = ________
Просчитано вариантов N = _____ - удовлетворительных Nп = _____
из которых ближе к ранее принятым величинам индукции и
линейной токовой нагрузки вариант N0 = _____.
Не прошло вариантов по зубцовому делению N1 = _____
по числу витков в секции (дробное) N2 = _____
по напряжению между коллекторными пластинами N3 = _____
по коллекторному делению N4 = _____
по коммутации и нагреву N5 = _____ .
Nвар п/п |
z |
Т1 м |
N/z |
В Тл |
Аа А/м |
N |
Uп |
К |
Тк мм |
Wc |
Uкс В |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательный вариант числа пазов якоря - z -.
Полный ток паза Iп (А) = _____
Откорректированная длина якоря (изменение Аа ) L (м) = _____
Nвар п/п |
z |
Т1 м |
N/z |
В Тл |
Аа А/м |
N |
Uп |
К |
Тк мм |
Wc |
Uкс В |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|