Генератор постоянного тока параллельного возбуждения, применения авиация (номинальная мощность - 2000 Вт, напряжение - 28,5 В, частота вращения - 6000 об/мин), страница 2

3.5.9. Сопротивление обмотки в холодном состоянии, Ом

Rш  =	Lш
	5700 · qш · аш2
Rш  =	17569		= 5,3
	5700 · 0,581 · 1

3.5.10. Масса меди параллельной обмотки, кг

Ммш = 8,9 · Lш  · qш · 10^-5

Ммш = 8,9 · 17569 · 0,581 · 10^-5 = 0,91

36.  Расчет коллектора

3.6.1. Диаметр коллектора, см

Dк = (0,6 ÷ 1,0) · Dя

Выбираем диаметр коллектора Dк = 7,5

3.6.2. Коллекторное деление, см

τк =	π · Dк
	К
τк =	3,14 · 7,5		= 0,341
	69

3.6.3. Ширина коллекторной пластины по окружности коллектора, см

bкп =	τк -	где = 0,04 ÷ 0,08 – толщина изоляции между пластинами
bкп = 0,341 – 0,04= 0,296

3.6.4. Окружная скорость коллектора, м/с

υк =	π · Dк · n	·10-2
	60
υк =	3,14 · 7,5 · 6000		·10-2 = 24   что меньше допустимого (50 – 65)
	60

3.7. Выбор щеток и щеткодержателя

,

Выбираем наклонный щеткодержатель и высотные щетки МГС-7.

3.7.1. Ширина щётки предварительно, см

bщ = (1 ÷ 3) · τк

bщ = (1 ÷ 3) · 0,341 = 0,984

Выбираем согласно ГОСТ щётку размерами вщ ℓщ = 1  1,6.

Плотность тока jщ = 22 А/см.

3.7.2. Ширина соприкосновения щётки с коллектором, см²

bщ = 1

3.7.3.Поверхность соприкосновения поверхности щётки с коллектором, см²

Sщ = вщ · ℓщ

Sщ = 1 · 1,6 = 1,6

3.7.4. Число щёток на один щёточный болт

Nщб =	Iя
	Рщб · Sщ · jщ
Nщб =	72,66	= 1,3
	2 ·1,6· 22

Выбираем Nщб = 2

3.7.5. Поверхность соприкосновения всех щёток с коллектором, см².

ΣSщ = 2рщб · Nщб·  Sщ

ΣSщ = 8 · 1 ·1,6  = 12,8

3.7.6. Активная длина  коллектора, см.

ℓк = Nщб · (ℓщ  + 0,3) + 0,6

ℓк = 2(1,6 + 0,3) + 0,6 = 3,8

3.8. Расчет потерь и К.П.Д.

3.8.1. Электрические потери в обмотке якоря, Вт

ΔPмя = Iя² · Rян

ΔPмя = (72,66)² · 0,018 = 95

 

3.8.2. Электрические потери в параллельной обмотке возбуждения, Вт

ΔPмш =	Uш2
	Rш
ΔPмш =	28,52	= 153
	5,3

3.8.3. Электрические потери в переходном контакте щеток на коллекторе, Вт

ΔPкщ = Δ Uщ · Iя, где Δ Uщ = 3,5 – падение напряжения в переходном контакте щёток.

ΔPкщ = 3,5  · 72,66 = 254

3.8.4. Потери в стали якоря (спинке и зубцах), Вт.

Коэффициент зависящий от частоты перемагничивания f = р · n/60, марки         и толщины стали

Кяс =	f 2 + 200 · f
	2200
Кяс =	2002 + 200 · 200		= 36
	2200

Кz =	f 2 + 100 · f
	1700
Кz =	2002 + 100 · 200		= 35
	1700

Dz = Dя - 2hп  

Dz = 8,2 - 2 · 1,04 = 6,12

Масса спинки и зубца якоря, кг

Мст.я = 7,8 ·	π	· (D z2 - dя2) · ℓ · Кст · 10-3
	4
Мст.я = 7,8 ·	3,14		· (37 – 4,48) · 4,44 · 0,93· 10-3 =0,821
	4

Мст.z = 7,8 ·Z · bz₂ · hр · ℓ · Кст · 10^-3

Мст.z = 7,8 ·23 · 0,507 · 1,04 · 4,44 · 0,93 · 10^-3 = 0,38

ΔPстя = Кяс · Вя² · Мстя

ΔPстя = 36 · 0,7² · 0,82 = 14,7 Вт

ΔP ст.z = Кz  · Вz2²  · Мст.z

ΔP ст.z = 35 · 1,33²  · 0,38 = 23,5 Вт

3.8.5. Потери от трения щёток о коллектор, Вт.

ΔPтщ = Кт · Рщ · υк · ΣSщ · 10^-4,

где Кт = (0,2 ÷ 0,3) коэффициент трения щёток о коллектор, Вт

Рщ = (2 ÷ 9) · 10⁴ удельное давление щётки, Па.

ΔPтщ = 0,3 · 2,5 · 10⁴ · 24 · 12,8 · 10^-4 = 230,4

3.8.6. Механические потери в подшипниках от трения якоря о воздух, Вт.

ΔPтп + ΔPв = 0,04 · Рz

ΔPтп + ΔPв = 0.04 · 2000 = 80

3.8.7. Добавочные потери , Вт.

ΔPдоб = 0,01 · Р2н

ΔPдоб = 0,01 · 2000 = 20

3.8.8. Суммарные потери, Вт.

ΣΔP = ΔPмя + Pмш + ΔPкщ  + ΔPст.z  + Pтщ  + Pтп  + Pстя  + Pдоб

ΣΔP = 95 + 153 + 254 + 23,5 + 230,4 + 80 + 14,7 + 20 = 870

3.8.9. Потребляемая мощность из сети, Вт

Р1 = Р2н + ΣΔP

Р1 = 2000 + 870 = 2870

3.8.10. КПД, %

η =	Р2	· 100
	Р1
η =	2000		· 100 = 71,402
	2870

3.9. Вывод:

- полученное значение КПД незначительно отличается от принятого (71%), поэтому пересчет генератора не требуется.