Завдання За даними
машини постійного струму потрібно: розрахувати і викреслити ескіз магнітного ланцюга машини; визначити Н.С. порушення при номінальному режимі; викреслити розгорнуту схему обмотки якоря.
Тип обмотки - петльова.
№ п / п
| Найменування даних і геометричних розмірів
| Дані
|
1
| Режим роботи
| Генератор
|
2
| Потужність Р н, кВа
| 35
|
3
| Напруга U н, У
| 230
|
4
| Струм якоря I ан, А
| 155
|
5
| Частота обертання n, об / хв
| 1450
|
6
| Число головних полюсів 2р
| 4
|
7
| Повітряний зазор під головними полюсами δ, мм
| 2
|
8
| Зовнішній діаметр якоря D a, мм
| 246
|
9
| Діаметр валу d в, мм
| 75
|
10
| Довжина сердечника якоря l а, мм
| 175
|
11
| Число радіальних вентиляційних каналів n в
| -
|
12
| Число пазів якоря Z
| 29
|
13
| Глибина паза якоря h n, мм
| 27
|
14
| Ширина паза якоря b n, мм
| 10
|
15
| Кількість активних провідників N
| 290
|
16
| Число паралельних гілок обмотки 2а
| 2
|
17
| Опір обмотки якоря і додаткових полюсів при 15 О С (Z a + Z δ) 15 0, Ом
| 0,073
|
18
| Зовнішній діаметр станини D 1, мм
| 516
|
19
| Внутрішній діаметр станини D 2, мм
| 465
|
20
| Довжина сердечника головного полюса l m, мм
| 175
|
21
| Ширина осердя головного полюса b m, мм
| 75
|
22
| Довжина станини l я, мм
| 345
|
23
| Коефіцієнт полюсної дуги α δ
| 0,64
|
24
| Коефіцієнт магнітного розсіювання σ
| 1,178
|
25
| Число пазів Z
| 28
|
26
| Число колекторних пластин До
| 28
|
27
| Кількість полюсів 2 р
| 4
|
28
| Число паралельних гілок 2 а
| 8
|
29
| Число простих обмоток m
| 2
|
Рішення 1 Визначимо номінальний основний магнітний потік з урахуванням генераторного режиму роботи; ([2]).
де,
Е ан = U н + [I ан * (Z a + z δ) 75 o +2 Δ U ш] = 230 + [155 * 1,24 * 0,073 +2 * 1] = 246В.-ЕРС при номінальному режимі;
(Z a + z δ) 75 o - опір обмотки якоря і додаткових полюсів при 75
О С =
1,24 (z a + z δ) 15 o = 1,24 * 0,073 Ом; 2а = 2 (а = 1) - число паралельних гілок обмотки;
Δ U щ = 1В-падіння напруги на щітковому контакті;
2р = 4 (р = 2) - число головних полюсів;
n = 1450 частота обертання;
N = 290 число активних провідників.
Звідси:
2 Побудуємо криву намагнічування машини, залежність основного магнітного потоку від нормальної сили збудження. Для цього розрахуємо
магнітну ланцюг генератора ряду значень основного магнітного потоку - (0,5; 0,8; 1,0; 1,1; 1,2)
Ф δ н Дані
розрахунків занесемо до
таблиці 1.
Визначимо
магнітне поле і Н.С. повітряного зазору.
Полюсний поділ.
Розрахункова полюсна дуга -
b δ; Довжина якоря в осьовому напрямку;
Розрахункова довжина якоря;
Індукція в повітряному зазорі;
Нормальна сила в повітряному зазорі;
Де:
μ 0 - 4хπх10 -7 Гн / м - магнітна проникність сталі.
k δ - Коефіцієнт зубчастості, рівний
де
t 1 - зубцеву поділ,
рівне b з 1 - ширина зуба у верхній частині, дорівнює
γ - коефіцієнт рівний
звідси
З цього
Визначимо магнітне поле і Н.С. зубцеву зони.
Зубцеву розподіл по підставі пазів:
Найменша ширина зубця:
Ширина зуба посередині висоти:
Визначимо індукцію в зубцях при k
з = 0,9 - коефіцієнт заповнення пакету якоря сталлю;
Так як вентиляційних канавок не передбачено
l c (довжина пакета сталі) = l a Пазовий коефіцієнт біля основи паза:
Визначимо напруженість магнітного поля за характеристиками намагнічування для сталі 1211;
Для:
Вз 1 = 1,4 Т намагніченість
Нз 1 = 1580А / м вибираємо
за
таблицею намагніченості [2].
Вз 2 = 2,16 Т намагніченість
Нз 2 = 66000А / м вибираємо по сімейства кривих (рис 2-9 [1]).
Вз ср = 1,71 Т намагніченість
Нз ср = 8200А / м вибираємо
за таблицею намагніченості [2].
Розрахункове значення напруженості магнітного поля;
Визначимо Н.С. для зубцевого шару;
Визначимо магнітне поле і Н.С. для сердечника якоря.
Висота сердечника якоря;
Індукція в осерді якоря; ((2-23), [1])
Напруженість магнітного поля в сердечнику якоря за характеристиками намагнічування для сталі 1211;
Н а = 458А / м Середня довжина шляху магнітного потоку в сердечнику якоря;
Н.С. для сердечника якоря;
Визначимо магнітне поле і Н.С. для сердечника полюса.
Індукція в сердечнику полюса при
k з = 0,95 ((2-27), [1]);
Напруженість магнітного поля в полюсі за характеристиками намагнічування для сталі 3413 (В
п> 1,6 T);
Н m = 665А / м Н.С. для сердечника полюса;
де
- Висота полюса.
Визначимо магнітне поле і Н.С. для ярма.
Індукція в ярмі;
де
- Висота (товщина) ярма.
Звідси
Напруженість магнітного поля в ярмі за характеристиками намагнічування для сталі 1211, [2];
Н я = 800
А / м Н.С. для ярма;
де:
середня довжина магнітної лінії в ярмі.
Звідси:
Визначимо Н.С. на полюс, необхідну для створення основного потоку;
Скориставшись даними таблиці 1 побудуємо криву намагнічування генератора,
малюнок 1.
3 Визначимо коефіцієнт насичення магнітного кола;
4 Побудуємо перехідну магнітну характеристику генератора рис. 2, що представляє собою залежність індукції в повітряному зазорі при холостому ході від суми Н.С. повітряного зазору і зубців на один полюс.
З таблиці 1 візьмемо
відповідні дані і розрахуємо.
За перехідною магнітної характеристиці генератора визначимо розмагнічувальних Н.С. поперечної реакції якоря.
,
де,
і
- Визначимо з малюнка 2;
b
δ -
Розрахункове значення полюсної дуги;
А
а - лінійне навантаження на якір -
5 Розрахуємо Н.С. обмотки збудження при номінальному режимі;
де
2 F o - Н.С. генератора на холостому ходу на пару полюсів,
відповідна магнітному потоку
Ф δн. 6 Визначимо число витків обмотки збудження на один полюс
де
i в - орієнтовне значення струму збудження рівне
0,025 х I ан тому потужність генератора невелика.
7 Викреслити розгорнуту схему обмотки якоря, для цього;
Розглянемо тип обмотки.
Маємо:
т = 2, 2р = 4, 2а = 8, Z = K = 28. За даних умов симетрія дотримуються тому
2а = 2рт і
т = 2, а
К / р = 28 / 2 = 14 - парне число.
Виходячи з вищезгаданого, отримуємо симетричну двоходовий двукратнозамкнутую петлеву обмотку.
Розрахуємо кроки обмотки
Визначимо перший частковий крок обмотки
Визначимо результатірующій крок обмотки і крок по колектору.
y = y k = +2 т.к. т = 2. Другий частковий крок.
y 2 = y - Y 1 = 2 - 8 = -6 За відомим значенням кроків побудуємо таблицю з'єднань секційних сторін обмотки.
1
й хід 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
обмотки 9 '11' 13 '15' 17 '19' 21 '23' 25 '27' 1 '3' 5 '7'
2
й хід 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
обмотки 10 '12' 14 '16' 18 '20' 22 '24' 26 '28' 2 '4' 6 '8'
Крок зрівняльних з'єднань першого роду.
y п = К / р = 28 / 2 = 14
Крок зрівняльних з'єднань другого роду.
Оскільки дві равнопотенціальние точки обмотки видалені на одній стороні якоря на
y п = 14 елементарних пазів і належать одному ходу обмотки, то виконання зрівнювачів другого роду на одній стороні якоря неможливо. Для
того, щоб зрівняти потенціали обмоток різних ходів необхідно з'єднати середину лобовій частині секції 1 на стороні протилежній колектору і колекторних пластину 2. Зрівняльний з'єднання другого роду досить одного, так як воно служить і зрівнювачем і для середини секції 15 і початку секції 16.
Зрівняльний з'єднання другого роду є одночасно і зрівнювача третього роду. Як видно з рис. 3 при русі колектора щітка В1 спочатку замкне пластини 1-2 і тим самим ліву половину секції 1, а потім пластини 2-3 - праву половину секції 1.
Література 1. Вольдек А.І.
Електричні машини - Л.:
Енергія 1978
2.
Методичні посібники з
розрахунками машин постійного струму. ЮУрГУ
3. Костенко М.П., Піотровський Л.М.
Електричні машини. Ч.1.
Машини постійного струму.
Трансформатори - Л.: Енергія 1972