Электромагнитный расчёт

1 Электромагнитный  расчёт. 

1.1-этап. Выбор главных  размеров 

1.1 Предварительное  значение КПД              КПД=0.63 

1.2 Электромагнитная  мощность              Рэ.м=215 Вт 

1.3 Ток якоря                                    I=1.381597 А 

1.4 ЭДС якоря                                  ЭДС=155.8 В 

1.5 Линейная нагрузка                           А=113 А/см 

1.6 Индукция в  воздушном зазоре                 B=0.39 Тл 

1.7  Коэффициент  полюсного перекрытия       ALFA=0.60 

1.8  Машинная  постоянная                        C= 3223.3 

1.9  Внутренний  диаметр полюсов                DP= 4.10 см 

1.10 Расчётная  длина пакета якоря               L= 4.04 см 

1.11 Число полюсов                              2p=2 

1.12 Воздушный  зазор                           DEL=0.50 мм 

1.13 Окончательный диаметр якоря               DN= 4.00 см 

1.14 Окружная  скорость вращения якоря         V2=21.99 м/с 

1.15 Полюсное  деление                         TAU= 6.28 см 

1.16 Расчётная  полюсная дуга                   B0= 3.77 см 

1.17 Действительная  полюсная дуга             BD= 3.85 см 

1.18 Частота перемагничивания                  F2=175.00 Гц 

2-этап. Обмотка  якоря. 

2.1  Магнитный  поток                             Ф=0.594E-03 Вб 

2.2  Число пар  параллельных ветвей              A1=1 

2.3  Число пазов якоря                           Z2= 13 

2.4  Число коллекторных  пластин                  K= 26 

2.5  Число проводников  обмотки                  N2= 2132 

2.6  Число проводников  в пазу                   NP= 164 

2.7  Число витков  в секции                      WS=  41 

2.8  Уточненная  линейная нагрузка                A=117.20 А/см 

2.9  Уточненная  ЭДС якоря                        E=156.81 В 

2.10 Трансформаторная  ЭДС в секции             ET= 5.410 В 

2.11 Тип обмотки                                    петлевая 

2.12 Шаг обмотки  по пазам                       YP=  6 

2.13 Шаг обмотки  по коллектору                  YK=1 

2.14 1- частичный  шаг                           Y1= 12 

2.15 2- частичный  шаг                           Y2= 11

 

 
 
 

3-этап. Расчет зубцовой  зоны и

проводов  обмотки якоря 
 

3.1  Расчетная  рабочая температура 

     обмотки  якоря                              QM= 115 C 

3.2  Удельная  тепловая нагрузка якоря           Q= 1.152 Вт/(см*см) 

3.3  Допустимая  плотность тока                 J2=11.792 А/(мм*мм) 

3.4  Марка провода                                 ПЭТ 

3.5  Диаметр  голого провода                    DG=0.28 мм 

3.6  Диаметр  изолированного провода            DI=0.31 мм 

3.7  Сечение  голого провода                   Qг=0.0616 мм*мм 

3.8  Плотность  тока окончательно               J2=11.214 А/(мм*мм) 

3.9  Технологический  коэффициент              КЗ=0.6889 

3.10 Толщина пазовой  изоляции                  Dи= 0.400 мм 

3.11 Периметр  пазовой изоляции                  P= 30.61 мм 

3.12 Площадь пазовой  изоляции                 Qпи=12.24 мм*мм 

3.13 Площадь клина                             Qкл= 2.00 мм*мм 

3.14 Площадь паза  якоря                        Sп= 37.86 мм*мм 

3.15 Коэффициент  заполнения паза

     изолированным  проводом                    КЗ= 0.369 

3.16 Паз (форма)                                Овальный 

3.17 Ширина шлица                               Аш= 1.5 мм 

3.18 Высота шлица                              Нш= 0.8 мм 

3.19 Высота паза                                Нп=10.0 мм 

3.20 Больший радиус  паза                       R1= 2.8 мм 

     Меньший  радиус паза                       R2= 1.7 мм 

     Расстояние  между центрами                 Н1= 4.7 мм 

3.21 Минимальная  ширина зубца                  bz= 2.310 мм 

3.22 Индукция в минимальном сечении

     зубца  якоря                              BZMX= 1.700 Тл 

3.23 Средняя длина  витка                      LSR= 8.843 см 

3.24 Сопротивление  обмотки якоря               R2=18.524 Ом 

3.25 Падение напряжения  в обмотке якоря     UDEL= 25.593 В 
 

Рисунок 1.2 – Паз ротора 
 

4-этап. Коллектор и щетки. 
 

4.1  Ширина  коллекторной пластины             BK= 1.817 мм 

4.2  Ширина  изоляции между

     коллекторными  пластинами                  BИ=0.60 мм 

4.3  Коллекторное деление                      TK= 2.417 мм 

4.4  Диаметр  коллектора                        DK=  2.00 см 

4.5  Окружная  скорость коллектора              VK= 10.996 м/с 

4.6  Марка щеток                                   M-4 

4.7  Допустимая  плотность тока

     под  щетками                                JЩ= 15 A/(см*см) 

4.8  Коэффициент  трения щеток                  MЮ=0.20 

4.9  Переходное  падение напряжения

     на  пару щеток                            DELU= 1.1 B 

4.10 Удельное  нажатие на щетку                 PЩ= 2.10 H/(см*см) 

4.11 Ширина щетки  по дуге коллектора          BЩ= 2.5 мм 

4.12 Длина щетки                                AЩ= 4.0 мм 

4.13 Площадь щетки                              SЩ= 0.10 см*см 

4.14 Высота щетки                               HЩ=  8 мм 

4.15 Коэффициент  щеточного перекрытия       KBET= 1.0459 

4.16 Окончательная  плотность тока

     под  щетками                                JЩ=13.816 A/(см*см) 

4.17 Активная  длина коллектора 

     по  оси вала                               LK'=  8 мм 

4.18 Полная длина  коллектора по оси вала     LK=  8 мм 

4.19 Ширина коммутационной  зоны               ВЗК=14.666 мм 

4.20 Значение   0.8*(TAU-BO)                       20.11 мм 

4.21 Удельная  магнитная проводимость

     для  полей рассеяния обмотки якоря      LMD2=0.373E-07 ВБ/(А*см) 

4.22 Среднее значение  реактивной ЭДС

     в  кз секции                                    EP= 3.1881 B 

4.23 ЭДС от  полей якоря                            EA= 2.6842 B 

4.24 Среднее значение  результирующей

     ЭДС  в кз секции якоря                       ESUM= 7.9846 B 

5-этап. Расчет геометрии  магнитной

цепи  двигателя. 

5.1  Величина  воздушного зазора               DEL=0.32 мм 

5.2  Коэффициент  воздушного зазора           KDEL=1.1320 

5.3  Коэффициент  магнитного рассеяния       SIGMA=1.10 

5.4  Диаметр  вала                               DV= 9.00 мм 

5.5  Высота  ярма якоря                         HC2= 5.50 мм 

5.6  Индукция  в ярме якоря                     BJ= 1.407 Тл 

5.7  Коэффициент заполнения пакета сталью      KC=0.950 

5.8  Марка стали                                   2312  

5.9  Осевая  длина полюса                       LП= 4.04 см 

5.10 Высота полюса                             HП= 1.30 см 

5.11 Индукция  в сердечнике полюса              BП= 1.300 Тл 

5.12 Ширина сердечника полюса                  BP= 1.31 см 

5.13 Индукция  в станине                       BC1= 1.200 Тл 

5.14 Осевая длина  станины                      L1= 4.04 см 

5.15 Высота станины                            HC1= 0.67 см 

     Средние  длины магнитных силовых линий  

5.16 В станине                                 LC1= 12.20 см 

5.17 В полюсах                                  LП= 2.60 см 

5.18 В зубцах  якоря                           LZ2= 2.00 см 

5.19 В ярме  якоря                               LJ= 2.83 см 

6-этап. Расчет характеристик  намагничивания. 

Таблица 1.1 - Расчет магнитной цепи