Расчет и разработка конструкции двигателя постоянного тока серии 2ПН

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра электротехники и электрооборудования

ЗАДАНИЕ

по курсовому проектированию студенту группы

.

Тема проекта:  «Расчет и разработка конструкции двигателя

                                 постоянного тока серии 2ПН»

Срок сдачи студентом законченного проекта «» 2012 г.

Исходные условия и данные к проекту. 

1. Режим работы                                                                                 продолжительный

2. Номинальная мощность                                                                 Р_2Н =      22      кВт

3. Номинальное напряжение сети                                                     Uн  =      340       В

4. Номинальная частота вращения                                                   n_Н=1500 об/мин

5. Возбуждение                                                                                         параллельное:

а) без стабилизирующей обмотки;                                                                               .

б) со стабилизирующей обмоткой.                                                                               .

6. Степень защиты от внешних воздействий                                                          1Р22

7. Способ охлаждения                                                                                              1С01

8. Исполнение по способу монтажа                                                                    IM1001

9. Высота оси вращения                                                                      h   =  200 ∙ 10^-3    м

10. Изоляция класса нагревостойкости                                                                         В     

Содержание расчетно-пояснительной записки, перечень

подлежащих разработке вопросов.

1. Выбор главных размеров.                                                                                         .

2. Расчет обмотки и пазов якоря.                                                                                 .

3. Расчет магнитной цепи.                                                                                     .

4. Расчет параллельной обмотки возбуждения.                                              .

5. Расчет коммутационных параметров.                                                               .

6. Расчет обмотки добавочных полюсов.                                                               .

7. Расчет потерь и К.П.Д.                                                                                         .

8. Расчет рабочих характеристик без стабилизирующей обмотки.                           .

9. Расчет стабилизирующей обмотки.                                                                           .

10. Расчет рабочих характеристик со стабилизирующей обмоткой.                  .

Перечень графического материала выполненного на листах ватмана формата А1.

1 лист – общий вид машины с необходимыми для пояснения конструкции

продольным и поперечным разрезами. Спецификация.

2 лист – схема обмотки якоря. Поперечный разрез паза с расположенными в них

проводниками  и  изоляцией  обмотки.  Рабочие характеристики машины

без стабилизирующей обмотки и со стабилизирующей обмоткой.

Руководитель________________________________________________________

Задание к исполнению принял_____________________________________2012 г.

Содержание:

-  Выбор главных размеров----------------------------------------------------------------------------------- 5         

-  Выбор обмотки якоря---------------------------------------------------------------------------------------        5

-  Расчет геометрии зубцовой зоны-------------------------------------------------------------------------      7

-  Расчет обмотки якоря---------------------------------------------------------------------------------------         8

-  Определение размеров магнитной цепи----------------------------------------------------------------- 9

-  Расчет сечения магнитной цепи--------------------------------------------------------------------------              9

-  Средние длины магнитных линий------------------------------------------------------------------------ 10

-  Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи----------------------------------------------------            10

-  Магнитные напряжения           ------------------------------------------------------------------------------------            11

-  Расчет параллельной обмотки возбуждения----------------------------------------------------------- 12

-  Коллектор и щетки------------------------------------------------------------------------------------------    13

-  Коммутационные параметры-----------------------------------------------------------------------------            13

-  Расчет обмотки добавочных полюсов------------------------------------------------------------------              15

-  Потери и КПД------------------------------------------------------------------------------------------------    16

-  Рабочие характеристики-----------------------------------------------------------------------------------         17

-  Рабочие характеристики двигателя со стабилизирующей обмоткой-----------------------------  19

-  Тепловой расчет---------------------------------------------------------------------------------------------             21

-  Вентиляционный расчет-----------------------------------------------------------------------------------             23

-  Приложение 1------------------------------------------------------------------------------------------------  25

-  Приложение 2------------------------------------------------------------------------------------------------  26

-  Приложение 3------------------------------------------------------------------------------------------------  27

-  Приложение 4------------------------------------------------------------------------------------------------  28

-  Список использованной литературы--------------------------------------------------------------------  29

Вывод: по техническим данным спроектированный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ и техническому заданию.

1 Главные размеры

Заданием на проектирование определено ,что высота оси вращения h=200 мм.

Определяем наружный диаметр D_Н1max

, где h₁ – минимально допустимое расстояние от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лап, мм, по графику , стр.23 в зависимости от величины h. Определяем h₁=7мм.

Определяем  наружный диаметр сердечника якоря D_Н2 по  зависимости D_Н2=f(D_Н1) , стр.222. При этом необходимо учесть количество главных полюсов 2р и наличие компенсационной обмотки. При h112мм принимается 2р=4, а компенсационная обмотка используется при h355мм, т.е в нашем случае не применяется.

D_Н2=202мм.

Коэффициент к_Н определяется по графику , стр.224 . При исполнении по способу защиты IP22 и способу охлаждения ICO1 к_Н=0,94. Коэффициент к_Т  определяется по графику , стр.224 При исполнении по способу защиты IP22 и способу охлаждения ICO1 к_т=0,983.

Предварительное значение КПД  выбирается по графику  стр.225 . При исполнении по способу защиты IP22 и способу охлаждения ICO1 = 0,88.

Расчетная мощность Р¹ определяется по формуле

Вт

Вт.

Согласно заданию класс нагревостойкости изоляции принимается В.

Задаемся  предварительными значениями электромагнитных нагрузок  и , а также расчетным коэффициентом полюсной дуги .

Выбор значений  и  зависит от ряда факторов, в том числе от формы пазов и вида обмотки якоря. При h200мм применяют полузакрытые овальные пазы со всыпной обмоткой якоря из проводов круглого поперечного сечения. Средние значения  и принимаются по графику  стр.225 , , .

Расчетная длина сердечника

мм

мм

Отношение  необходимо принимать таким, чтобы оно приближалось к  согласно стр.227, но не превышало его.

1.2 Сердечник якоря

Принимаем для сердечника якоря холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013. Форма пазов полузакрытая овальная, обмотка двухслойная всыпная, скос пазов на ½ зубцового деления для повышения устойчивости работы регулируемого двигателя и снижения магнитного шума машины.

Коэффициент заполнения сердечника якоря сталью к_С=0,95.

Припуск на сборку сердечника по ширине паза для компаундного штампа b_С=0,2 , припуск на сборку сердечника по высоте паза для компаундного штампа h_С=0 согласно  стр.228.

При  350 мм конструктивная длина сердечника якоря с округлением до числа , кратного пяти. Принимаем мм..

Эффективная длина сердечника якоря при отсутствии радиальных каналов

мм

Предварительное значение внутреннего диаметра листов якоря D₂ определяется по стр.229. Принимаем D₂=69.

1.3 Сердечник главных полюсов

Принимаем для сердечников главных полюсов сталь 3411,толщиной 1мм, листы сердечников неизолированные; компенсационная обмотка не требуется; вид воздушного зазора между главными полюсами и якорем эксцентричный.

Коэффициент заполнения сердечника сталью к_С=0,98.

Определяем количество пар полюсов

Среднее значение величины воздушного зазора определяется