Рассчитать и разработать конструкцию двигателя постоянного тока

Задание на проектирование и исходные данные

Рассчитать и разработать конструкцию двигателя постоянного тока со следующими данными:

Номинальная мощность

[pic 1]

Номинальное напряжение сети

[pic 2]

Номинальная частота вращения

[pic 3]

Высота оси вращения

[pic 4]

Исполнение по способу монтажа

[pic 5]

Исполнение по степени защиты

[pic 6]

Класс изоляции

[pic 7]

ВЫБОР ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ

Предварительное значение КПД

По рисунку 8.6 "Зависимость КПД от номинальной мощности для машин общего назначения" [1], определим

[pic 8]

Ток электродвигателя (предварительное значение)

[pic 9]

[pic 10]

Ток якоря, принимая ток в шунтовой обмотке согласно таблице 8.10 [1] равным около 0,08[pic 11]

коэффициент, определяющий отношение тока возбуждения к току якоря по табл. 11.8

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Расчетная электромагнитная мощность (предварительно)

[pic 15]

[pic 16]

Допустимое расстояние от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лап определяется по рисунку 1, [2]:

[pic 17]

Рис. 1. Значения h1  и  h2 = f(h)

[pic 18]

Hаружный диаметр корпуса машины зависит от высоты оси вращения h. Для машин постоянного тока с монолитной станиной, являющейся частью магнитопровода, максимально допустимый наружный диаметр, [pic 19] = Dкорп (рисунок 1), [2]:

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

Рис. 2. К определению Dкорп и Dн1 машин постоянного тока с монолитной станиной 

Для определения одного из главных размеров  наружного диаметра сердечника якоря Dн2  можно воспользоваться зависимостью Dн2 = f(Dп1), приведенной на рис. 3 [2], с учетом различного количества главных полюсов 2р и наличия компенсационной обмотки (при h<112 мм обычно применяют 2р = 2, компенсационную обмотку используют в машинах с h >355)

[pic 23]

Рис.3. Зависимость Dн2=f(Dп1)

Наружный диаметр сердечника якоря:

[pic 24]

При известной высоте оси вращения двигателя можно принять число главных полюсов машины, согласно рекомендациям в [1] и по рисунку 8-10:

[pic 25]

[pic 26]

(так как h < 115 мм)

Предварительно выбираем линейную нагрузку якоря по рисунку 4, [2]:

[pic 27]

Рис.4. Средние значения А2 = f(Dн2) (а) и [pic 28] = f(Dн2) (б), при классе нагревостойкости изоляции F (1-исполнение по защите IP22, способ охлаждения IC01, полузакрытые пазы якоря, частота вращения 1500 об/мин, число главных полюсов 2р=2)

[pic 29]

Индукция в воздушном зазоре по рисунку 4 [2]

[pic 30]

При изоляции класса нагревостойкости B, а также при частотах вращения , отличающихся от 1500 об/мин, принимаемое из рис. 4 значение Аpred1 умножают на коэффициенты k1 и k4, а [pic 31].pred1 - на коэффициенты k2 и k5

По таблице 10-4, [2]:

По таблице 10-5, [2]:

k1 (для Аpred) = 0.91 

k4 (для Аpred) = 1.15 

k2 (для Bδ.pred) = 0.97 

k5 (для Bδ.pred) = 1.03 

Таким образом:

[pic 32]

[pic 33]

Расчетный коэффициент полюсной дуги по рисунку 5 [2]

[pic 34]

[pic 35]

Рис.5. Средние значения [pic 36] = f(Dн2)

Расчетная длина якоря

[pic 37]

[pic 38]

При отсутствии радиальных вентиляционных каналов [pic 39] равен полной длине сердечника якоря

Отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру

[pic 40]

[pic 41]

Для машин общепромышленного применения рекомендованные значения λ должны находиться в пределах от 0,4 до 1,25 включительно. Так как полученное значение выходит за пределы, то перейдем на другую, большую стандартную высоту оси вращения и повторим расчет, при этом учтем данные для машин серии 2П (смотреть таблицу 8-3, [1] :