Расчет серийного тягового электрического двигателя НБ – 514 и проверка оптимальности выбора параметров активного слоя его якоря, страница 4

7.3.  Коэффициент воздушного зазора ([1] стр. 154).

7.4.  Ширина наконечника дополнительного полюса:

7.5.  Ширина сердечника.

Индукцию в сердечнике дополнительных полюсов при часовом режиме не следует допускать:

во избежание их насыщения.

Принимаем  тогда:

где  – коэффициент рассеяния дополнительных полюсов, равный 2÷3, принимаем

7.6.  Намагничивающая сила катушки:

где  – МДС реакции якоря под серединой дополнительного полюса:

 – МДС компенсационной обмотки:

 – падение МДС в воздушном зазоре со стороны якоря:

где  – коэффициент, учитывающий производственные отклонения в величине зазора, принимаем

 – падение МДС в воздушном зазоре со стороны остова:

Тогда:

7.7.  Число витков катушки дополнительного полюса:

7.8.  Полученный результат меньше заводского значения  витков.

Шаг 8. Оценка потенциальных условий на коллекторе ТЭД.

8.1.  Среднее межламельное напряжение:

где  - расчетное напряжение, В;

 - число коллекторных пластин.

8.2.  Коллекторное деление:

Полученное значение больше минимального по конструктивным и технологическим соображениям ([1] стр. 62 формула 2.12)

8.3.  Максимальное значение коэффициента искажения ([1] стр. 50):

а) режим полного возбуждения:

где   – коэффициент полюсного перекрытия.

б) режим ослабленного возбуждения при β_{min р} = 0,37:

8.4.  Действительное межламельное напряжение при заданном  U_др = 800 В.

8.5.  Максимальные межламельные напряжения при отключенной компенсационной обмотке:

при полном возбуждении:

при ослабленном возбуждении (β_{min р} = 0,41):

8.6.  Максимальные межламельные напряжения при включенной компенсационной обмотке:

при полном возбуждении:

при ослабленном возбуждении (β_{min р} = 0,41):

8.7.  Таблица для расчета потенциальной диаграммы при отключенной компенсационной обмотке.

где ;

 - действительная (геометрическая) полюсная дуга:

при равномерном воздушном зазоре геометрическая полюсная дуга главного полюса

Результаты остальных расчетов сводим в таблицу 4.

Таблица 4.

x/bp	0	0,25	0,5	0,75	1,0
Bxн, Т	0,836	1,31	1,78	2,26	2,73
ΔUkx, В	21,2	33,2	45,1	57,3	69,2
Bxн min, Т	-0,776	0,5035	1,78	3,063	4,34
ΔUkx min, В	-19,7	12,8	45,1	77,7	110,0

8.8.  Таблица для расчета потенциальной диаграммы при включенной компенсационной обмотке.

так как

Таблица 5.

x/bp	0	0,25	0,5	0,75	1,0
Bxн, Т	1,78	1,78	1,78	1,78	1,78
ΔUkx, В	45,1	45,1	45,1	45,1	45,1
Bxн min, Т	1,78	1,78	1,78	1,78	1,78
ΔUkx min, В	45,1	45,1	45,1	45,1	45,1

Потенциальные диаграммы изображены на рис. 7.

8.9.  Вывод о потенциальной напряженности заданного ТЭД.

Вероятность возникновения кругового огня при отключенной компенсационной обмотке резко возрастает, особенно при ослабленном возбуждении.

Шаг 9. Расчет и построение характеристик n(I_я) и V(I_я).

9.1.  Заполнение таблицы 6.

где  – коэффициент увеличения сопротивления меди при ожидаемой температуре  по отношению к сопротивлению при 20˚С;

 – температурный коэффициент сопротивления меди ([1], стр. 185).

Частота вращения при неизменном :

значения  определяем по рассчитанной на шаге 5 магнитной характеристике.

Скорость на ободе колеса:

где  – диаметр бандажа колесной пары;

 – передаточное число зубчатой передачи.

Результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6.

200	192	8,9	791,1	0,3905	2026	114
400	384	17,8	782,2	0,746	1048	58,8
600	576	26,7	773,3	0,951	813	45,6
800	768	35,6	764,4	1,069	715	40,1
1000	960	44,5	755,5	1,14	663	37,2
1200	1152	53,4	746,6	1,18	633	35,5
1400	1344	62,3	737,7	1,19	620	34,8

Результаты остальных расчетов заносим в таблицу 7.

Таблица 7.

				ПВ	ОВ	ПВ	ОВ
200	540	8,9	20,2	2026	1997	114	112
300	811	13,3	30,3	1375	1345	77,1	75,4
400	1081	17,8	40,4	1048	1018	58,8	57,1
500	1351	22,2	50,5	900	867	50,5	48,6
600	1622	26,7	60,7	813	777	45,6	43,6

9.2.  Построение расчетных характеристик для режимов полного и ослабленного возбуждения n(Iя) и V(I_я) для режимов ПВ и ОВ по данным табл. 6 и 7 (рис. 8).

9.3.  Пересчет заводских данных на расчетное напряжение U_др = 1100 В.

где

Результаты остальных расчетов сводим в таблицу 8.

Таблица 8.

300	92	77,3	77,1	0,259
400	75	63,0	58,8	6,67
500	66	55,3	50,5	8,68
600	58	48,6	45,6	6,17
700	54	45,2	42,3	6,42
800	51	42,6	40,1	5,87
880	48	40,1	38,7	3,49

График зависимости V_р(I_я) изображен на рис. 8.

9.4.  Причины расхождения расчетных и заводских значений:

а) графический метод определения C_nФ по кривой C_nФ(I_в);

б) приближенность вычислений всех факторов, участвующих в расчетах.

Шаг 10. Расчетные характеристики КПД двигателя

([1], стр. 155).

10.1.  Заполнение таблицы 9.

Значения I и n берем из табл. 6.

КПД определяем по формуле:

где  – сумма потерь, Вт: