Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Задание
По данным машины постоянного тока требуется: рассчитать и вычертить эскиз магнитной цепи машины; определить Н.С. возбуждения при номинальном режиме; вычертить развернутую схему обмотки якоря. Тип обмотки – петлевая.
№
п/п
Наименование данных и геометрических размеров Данные 1 Режим работы Генератор 2Мощность Рн, кВа
35 3Напряжение Uн,В
230 4Ток якоря Iан, А
155 5Частота вращения n, об/мин
1450 6Число главных полюсов 2р
4 7 Воздушный зазор под главными полюсами δ, мм 2 8Наружный диаметр якоря Da, мм
246 9Диаметр вала dв, мм
75 10Длинна сердечника якоря lа, мм
175 11Число радиальных вентиляционных каналов nв
- 12Число пазов якоря Z
29 13Глубина паза якоря hn, мм
27 14Ширина паза якоря bn, мм
10 15Число активных проводников N
290 16Число параллельных ветвей обмотки 2а
2 17Сопротивление обмотки якоря и добавочных полюсов при 15ОС (Za+Zδ)150, Ом
0,073 18Наружный диаметр станины D1, мм
516 19Внутренний диаметр станины D2, мм
465 20Длинна сердечника главного полюса lm, мм
175 21Ширина сердечника главного полюса bm, мм
75 22Длинна станины lя, мм
345 23Коэффициент полюсной дуги αδ
0,64 24Коэффициент магнитного рассеяния σ
1,178 25Число пазов Z
28 26Число коллекторных пластин К
28 27Число полюсов 2р
4 28Число параллельных ветвей 2а
8 29Число простых обмоток m
2Решение
1 Определим номинальный основной магнитный поток с учетом генераторного режима работы;([2]).
где,
Еан =Uн+[Iан * (za+zδ)75o+2∆Uщ ]=230+[155*1,24*0,073+2*1]=246В.-ЭДС при номинальном режиме;
(za+zδ)75o- сопротивление обмотки якоря и добавочных полюсов при 75ОС =1,24(za+zδ)15o=1,24*0,073Ом;
2а=2 (а=1)-число параллельных ветвей обмотки;
∆Uщ=1В-падение напряжения на щеточном контакте;
2р=4 (р=2) – число главных полюсов;
n =1450 частота вращения;
N = 290 число активных проводников.
Отсюда:
2 Построим кривую намагничивания машины, зависимость основного магнитного потока от нормальной силы возбуждения. Для этого рассчитаем магнитную цепь генератора ряда значений основного магнитного потока - (0,5; 0,8; 1,0; 1,1; 1,2) Фδн
Данные расчетов занесем в таблицу 1.
Определим магнитное поле и Н.С. воздушного зазора.
Полюсное деление.
Расчетная полюсная дуга - bδ;
Длинна якоря в осевом направлении;
Расчетная длинна якоря;
Индукция в воздушном зазоре;
Нормальная сила в воздушном зазоре;
Где: μ0 – 4хπх10-7Гн/м - магнитная проницаемость стали.
kδ – коэффициент зубчатости, равный
где t1 – зубцовое деление, равное
bз1 – ширина зуба в верхней части, равна
γ - коэффициент равный
отсюда
Из этого
Определим магнитное поле и Н.С. зубцовой зоны.
Зубцовое деление по основанию пазов:
Наименьшая ширина зубца:
Ширина зуба посредине высоты:
Определим индукцию в зубцах при kс = 0,9 – коэффициенте заполнения пакета якоря сталью;
Так как вентиляционных канавок не предусмотрено lc(длинна пакета стали)=la
Пазовый коэффициент у основания паза:
Определим напряженность магнитного поля по характеристикам намагничивания для стали 1211;
Для: Вз1 =1,4Т намагниченность Нз1=1580А/м выбираем по таблице намагниченности [2].
Вз2 =2,16Т намагниченность Нз2=66000А/м выбираем по семейству кривых (рис 2-9[1]).
Взср =1,71Т намагниченность Нзср=8200А/м выбираем по таблице намагниченности [2].
Расчетное значение напряженности магнитного поля;
Определим Н.С. для зубцового слоя;
Определим магнитное поле и Н.С. для сердечника якоря.
Высота сердечника якоря;
Индукция в сердечнике якоря;((2-23),[1])
Напряженность магнитного поля в сердечнике якоря по характеристикам намагничивания для стали 1211;
На=458А/м
Средняя длинна пути магнитного потока в сердечнике якоря;
Н.С. для сердечника якоря;
Определим магнитное поле и Н.С. для сердечника полюса.
Индукция в сердечнике полюса при kс = 0,95 ((2-27),[1]);
Напряженность магнитного поля в полюсе по характеристикам намагничивания для стали 3413(Вп>1,6T);
Нm = 665А/м
Н.С. для сердечника полюса;
где - высота полюса.
Определим магнитное поле и Н.С. для ярма.
Индукция в ярме;
где
- высота (толщина) ярма.
Отсюда
Напряженность магнитного поля в ярме по характеристикам намагничивания для стали 1211,[2];
Ня = 800А/м
Н.С. для ярма;
где:
средняя длинна магнитной линии в ярме.
Отсюда:
Определим Н.С. на полюс, необходимую для создания основного потока;
Воспользовавшись данными таблицы 1 построим кривую намагничивания генератора, рисунок 1.
3 Определим коэффициент насыщения магнитной цепи;
4 Построим переходную магнитную характеристику генератора рис. 2, представляющую собой зависимость индукции в воздушном зазоре при холостом ходе от суммы Н.С. воздушного зазора и зубцов на один полюс.
Из таблицы 1 возьмем соответствующие данные и рассчитаем.
По переходной магнитной характеристике генератора определим размагничивающую Н.С. поперечной реакции якоря.
,
где, и - определим из рисунка 2;
bδ – расчетное значение полюсной дуги;
Аа – линейная нагрузка на якорь -
5 Рассчитаем Н.С. обмотки возбуждения при номинальном режиме;
где 2Fo – Н.С. генератора на холостом ходу на пару полюсов, соответствующая магнитному потоку Фδн.
6 Определим число витков обмотки возбуждения на один полюс
где iв – ориентировочное значение тока возбуждения равное 0,025хIан т.к. мощность генератора небольшая.
7 Вычертим развернутую схему обмотки якоря, для этого;
Рассмотрим тип обмотки.
Имеем: т=2, 2р=4, 2а=8, Z=K=28. При данных условиях симметрия соблюдаются т.к. 2а=2рт и т=2, а К/р =28/2=14 - четное число.
Исходя из вышеперечисленного, получаем симметричную двухходовую двукратнозамкнутую петлевую обмотку.
Рассчитаем шаги обмотки
Определим первый частичный шаг обмотки
Определим результатирующий шаг обмотки и шаг по коллектору.
y=yk=+2 т.к. т=2.
Второй частичный шаг.
y2=y - y1=2 - 8= -6
По известным значениям шагов построим таблицу соединений секционных сторон обмотки.
1й ход 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’
2й ход 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’
Шаг уравнительных соединений первого рода.
yп = К/р =28/2=14
Шаг уравнительных соединений второго рода.
Так как две равнопотенциальные точки обмотки удалены на одной стороне якоря на yп= 14 элементарных пазов и принадлежат одному ходу обмотки, то выполнение уравнителей второго рода на одной стороне якоря невозможно. Для того чтобы уравнять потенциалы обмоток разных ходов необходимо соединить середину лобовой части секции 1 на стороне противоположной коллектору и коллекторную пластину 2. Уравнительное соединение второго рода достаточно одного, так как оно служит и уравнителем и для середины секции 15 и начала секции 16.
Уравнительное соединение второго рода являются одновременно и уравнителями третьего рода. Как видно из рис. 3 при движении коллектора щетка В1 сначала замкнет пластины 1-2 и тем самым левую половину секции 1, а затем пластины 2-3 – правую половину секции 1.
Литература
1. Вольдек А.И. Электрические машины - Л.: Энергия 1978 г.
2. Методические пособия по расчетам машин постоянного тока. ЮУрГУ
3. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы - Л.: Энергия 1972 г.