Расчет параметров зубчатой передачи. Определение диаметров якоря и коллектора. Расчет обмотки якоря, страница 3

Uиз, кВ	(Ан*Jа), А²/мм*мм².
3,3 до1,65 менее 1,1	190…220 230…250 260…310

4.1. По принятой величине теплового фактора определяется допустимая плотность тока в проводнике, А/мм²

Jа=(Ан*Jа) / Ан,                                                                             (4.1.)

Jа=230 / 43,359= 5,3045 А/мм²

4.2. Сечение проводника, мм²

qа= iа / Jа,                                                                                        (4.2.)

qа=120,8 / 5,304 =22,78 мм²

Согласно полученному qа, намечаются размеры проводника hпр, bпр

Размеры меди округляются до ближайших значений по ГОСТу [2] . Эти размеры выбираются одновременно с выбором проводников в пазу. hпр=2.63, bпр=7,4.

4.3. При выборе размеров паза следует учитывать соотношение

hz / bn = 3…6,                                                                                (4.3.)

27.26 / 9.087=3.

где hz – высота паза, bn-ширина паза

ширина и высота паза определяются по суммарной ширине и высоте меди проводников вместе с изоляцией.

4.4. Необходимо учитывать, что при вертикальной укладке проводников их ширина мала и значительно меньше высоты. Большая высота проводников приводит к росту добавочных потерь и как следствие этого, дополнительному их нагреванию. Потери зависят от частоты перемагничивания

   =(p n) / 60,                                                                                (4.4.)

  = (3*1035,23) / 60 = 51,76 Гц

значения рекомендуемой высоты проводника в зависимости от частоты перемагничивания при номинальном режиме [3,с.209] приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

,Гц	100…150	75	50	25	20	15
Высота проводника hпр,мм	5,9	6,4	6,9…7,4	9,3	10,8	11,6

4.5. Сечение уравнителя

qy= (0,2…0,3) qа.                                                                               (4.5.)

qy=0,3*22,78=6,84

Ширина меди уравнителя принимается равной ширине меди проводника якорной обмотки

ву=впр=7,4

4.6. Высота меди уравнителя

hу = qу / ву  ,                                                                                      (4.6.)

hу= 6,836 / 7,4=0,923

Полученные значения высоты hу округляются до ближайшего размера по ГОСТу

по меди hу= 0,9

V. Расчет длины пакета стали якоря

5.1. Длину шихтованного пакета стали якоря    определяют, исходя из допустимого значения индукции в расчетном сечении зубца якоря на1/3 его высоты, считая от основания

Вz1/3  = Ф / Sz1/3,                                                                               (5.1.)

Вz1/3  =2,1Тл

где Ф- магнитный поток

        Sz1/3- расчетное сечение зубцов якоря.

5.2. Номинальный магнитный поток, Вб

Ф=(0,96Uн60а3) / (3рNnн),                                                          (5.2.)

Ф= (0,96*1100*60*3) / (3*733*0,1035)= 0,0975Вб,

где 0,96Uн- э.д.с. ТД

      а- число пар полюсов.

5.3. Расчетное сечение зубцов якоря, м²

 Sz1/3=bz1/3  а(Z / 2p)аб Кс,                                                                (5.3.)

Sz1/3=0,019*0,3407*(68 / 6)*0,64*0,97 =0,046 м²

где bz1/3  - ширина зубца якоря на высоте1/3 hz  от основания

аб  - коэффициент полюсного перекрытия (для ТД без компенсационной обмотки аб  = 0,64…0,72)

Кс  - коэффициент заполнения пакета сталью (Кс =0,94- при марках стали321, 322; Кс = 0,97 – при марках стали 31300, 31300А).

5.4. Ширина зубца якоря, м

bz1/3= (π(Da-4/3hz) / Z)-bn,                                                             (5.4.)

bz1/3=(3,14(651,14-4/3*27,26) / 68)-9,08=19,302 м

5.5. Тогда длина шихтованного пакета якоря, м

   Iа= 2рФ / Вz1/3bz1/3abZKc,                                                             (5.5.)

   Iа= (6*0,097) / (2,1*19,302*0,64*102*0,97)=304,71

Полученная величина не должна превышать допустимых значений по условиям вписывания ТД с опорно- осевым подвешиванием в колею нормальной ширины:

Для двигателей с двусторонней передачей Iа≤0,44м,

При односторонней передаче Iа≤0,48м

Результаты выполненных расчетов оформляются в виде итоговой таблицы с включением в нее следующих величин:

Da  Ia  Z hz*bн К Uк N  Nz  hпр* bпр Ан Iа A  аб  Sz1/3 и Bz1/3.

VI . Определение размеров коллектора и щеток.

Длина рабочей части коллектора определяется числом и размерами щеток в одном  щеткодержателе.

6.1. Контактная поверхность щеток одного щеткодержателя

Sщ= Iн / jщq  ,                                                                                     (6.1.)

Sщ=725,33 / (15*3)=20,14,

Где jщ≤12…13А/см²- плотность тока под щеткой;

q=p – число пар щеткодержателей.

6.2. Ширина щетки

бщ = γ tк ,                                                                                      (6.2.)

бщ=6*5=30мм

где γ=3…6- щеточное перекрытие (наиболее часто для ТД γ=4…5)

tк – коллекторное деление.

6.3. Для обеспечения хорошей коммутации нужно, чтобы максимальная ширина щетки не превышала  значения

бщ ≤ 0,55 Dк / Dа τ (1-аб)-tк( Uк+ Ек- (а / р) ),                                (6.3.) 

 бщ ≤ 0,55*(583,86/651,14)*340,76*(1-0,64-5*(4+2*1))= 30,5

6.4. где Ек= Ек* Uк- укорочение обмотки в коллекторных делениях

             Ек  = ½ *4                                                                          (6.4.)            

             Ек  =0,5*4=2

6.5. τ = π*Dа / 2р – полюсное деление                                     (6.5.)

τ =3,14*651,147/6=340,77

6.6. Длина щеток одного щеткодержателя

Lщ=Sщ / bщ                                                                                     (6.6.)

Lщ=20,14 / 30= 0,671

6.7. Длина одной щетки

Jщ = Iщ  / nщ                                                                                    (6.7.)

Jщ = 40

где    nщ – число щеток в щеткодержателе.

Выбранные размеры щеток bщ   и  Jщ    необходимо округлить до стандартных значений, приведенных в таблице 6.1.

                                                                                         Таблица 6.1.