Двигатель постоянного тока общего применения параллельного возбуждения

Кировский авиационный техникум

ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

140603.КПСД03.027

Студент группы Э-31

                                                                                                 ___________

01.06.2006

Преподаватель

___________ В.Н.Бердников

07.06.2006

Кировский авиационный техникум

УТВЕРЖДЕНО

Цикловой комиссией специальности

“______”  ________________2006 г.

ЗАДАНИЕ

на  курсовое проектирование по дисциплине “проектирование ЭТИ”

Студенту группы Э-31 у Павлу Павловичу

Тема задания:  Двигатель постоянного тока общего применения параллельного возбуждения

Исходные данные:

Pн=1,1 кВт,  U=110 В,  n=3000 об/мин

Степень защиты –  IP22

Режим работы - S1 продолжительный

Способ охлаждения – ICO1

Способ монтажа -  IM

Объём задания:

Пояснительная записка

Введение.

1. Назначение и область применения.

2. Техническая характеристика.

3. Описание и обоснование выбранной конструкции и схемы.

4. Расчёты, подтверждающие работоспособность и надёжность изделия.

Заключение.

Графические документы

Лист 1.  Чертёж общего вида.

Лист 2.  Изготовление наглядного пособия

Дата выдачи задания

“_______”_____________2006 г.

Срок исполнения проекта

“_______”_____________2006 г.

Преподаватель__________________

Содержание

Введение.. 4

II Расчет обмотки якоря. 7

III Расчет размеров сердечника якоря. 10

IV Расчет размеров магнитопровода.. 12

V Расчет магнитной цепи. 14

VI Расчет обмотки возбуждения. 17

VII Расчет коллектора и щеток. 18

VIII Расчет потерь и определение коэффициента полезного действия. 20

Заключение.. 22

Список литературы.. 23

Спецификация. 24

Введение

Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создавать электрические машины, удовлетворяющие по своим показателям и характеристикам весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства. Особо следует отметить повышение технологичности конструкции, осуществляемой широкой унификацией узлов и деталей машин и придания им форм, содействующих возможности применения прогрессивных технологических процессов и усовершенствованного оборудования.

В общем объеме производства электротехнической промышленности

электрические машины занимают ведущее место, а поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики России. Проектирование электрических машин основано на знании процессов

электромеханического преобразования энергии и опыта инженеров электромехаников, умеющих применять вычислительную технику. При проектировании электрических машин конструктивные элементы должны быть рассчитаны так, чтобы при изготовлении машин трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации они должны обладать оптимальным и энергетическими показателями с учетом современного мирового уровня изготовления, а так же требований государственных и отраслевых стандартов. Высокая трудоемкость расчетов электрических машин позволяет проводить углубленные исследования, оптимизировать различные параметры и характеристики, создавать реальные проекты электрических машин.

Проектирование машин постоянного тока общего назначения мощностью до 200 кВт ведут на базе серии 2П, а мощностью более 200 кВт – на базе серии П. В данном электродвигателе защитное исполнение IP22 с внутренней самовентиляцией IC01 – обозначается 2ПН. Сердечника якоря собирают из листов холоднокатаной электротехнической стали марок 2013, 2211, 2312 или 2411 толщиной 0,5 мм и собирают на валу, спрессовывают и сжимают двумя шайбами, одна из которых упирается в уступ вала, а другая насажена на вал по горячей посадке. Вал двигателя изготовлен из стали марки 45. Помимо сердечника якоря и обмоткодержателей на валу расположены коллектор, вентилятор, стопорное кольцо и подшипники. В двигателе применена аксиальная система вентиляции: воздух поступает в двигатель через окно в подшипниковом щите со стороны коллектора, проходит через внутреннюю полость машины и выбрасывается наружу через окно в подшипниковом щите со стороны привода. Внутри двигателя имеется щиток (диффузор), направляющий поток воздуха непосредственно на лопатки вентилятора.

Станина выполняет 2 функции: она является корпусом машины и одновременно служит элементом ее магнитной системы.

Главные полюсы крепят к станине болтами, вворачиваемыми в отверстия в теле шихтованного полюса.

Сердечник якоря насаживают на вал.

На обмотку якоря при вращении якоря на все его элементы действуют центробежные силы. Эти силы стремятся разрушить лобовые части обмотки якоря и выбросить из пазов сердечника пазовые части обмотки. Для предотвращения этого применяют бандажи и клинья.

Бандаж испытывает напряжение растяжения от центробежных сил, действующих на элементы обмотки якоря и собственно на бандаж.

I Выбор электрических нагрузок и расчет главных размеров

1.1.КПД предварительно

1.2.ЭДС предварительно, В

1.3.Сила тока возбуждения, А

1.4.Сила тока возбуждения, А

где -относительное значение тока возбуждения

1.5.Сила тока якоря, А

1.6.Электромагнитная (расчетная) мощность, Вт

1.7.Диаметр якоря, см

1.8.Окружная скорость якоря, м/с

1.9.Плотность линейного тока предварительно, А/см

А=100

1.10.Магнитная индукция в воздушном зазоре предварительно, Тл

1.11.Число полюсов

2р=4

1.12.Расчетный коэффициент полюсной дуги без добавочного полюса

 = 0,65

1.13.Полюсное деление, см

1.14. Магнитная постоянная, см/Вт

1.15. Длина якоря, см

1.16. Коэффициент длины

II Расчет обмотки якоря

2.1.Тип обмотки якоря

При 2р=4 –простая волновая

2.2.Число параллельных ветвей обмотки

В волновой 2а=2

2.3.Сила тока в проводнике обмотки якоря, А

2.4.Основной магнитный поток

2.5.Число эффективных проводников

2.6.Число пазов якоря

2.7.Число проводников в пазу

2.8.Число элементарных пазов в реальном

в волновой обмотке при 2р=4

2.9.Число коллекторных пластин

2.10.Число витков в секции

2.11.Плотность линейного тока действительная, А/см

2.12.Шаги обмотки

а)шаг по коллектору

б)1 частичный шаг

в)2 частичный шаг

г)шаг по пазам

2.13.Плотность тока в проводнике обмотки якоря, А/предварительно

-для естественного охлаждения

2.14.Сечение обмотки провода,

По таблице выбираем (d=1,685мм)

2.15.Плотность тока в проводнике действительная,

2.16.Провод с изоляцией выбирается в зависимости от мощности, рабочего напряжения и охлаждаемого перегрева обмотки

Марка ПЭТ-155 (стандарт ГОСТ 2373-69) класс нагревостойкости В

2.17.Средняя длина полупроводника обмотки, см

,

где -длина лобовой части, см

,

где -коэффициент вылета лобовой части

2.18.Сопротивление обмотки якоря в практически холодном состоянии при температуре 15, Ом

,

где

2.19.Сопротивление обмотки якоря в горячем состоянии, Ом

где  I/град - температурный коэффициент для медного провода

 - температура нагрева

 для проводов ПЭТ, ПЭТВ

температура практически холодного состояния

2.20.Падение напряжения в обмотке якоря, %

2.21.Масса обмотки якоря, кг

III Расчет размеров сердечника якоря

3.1.Лист якоря

Марка стали	Толщина листа	Способ покрытия	Форма паза
1212	0,35	оксидирование	0,94

3.2.Коэффициент заполнения пакета сталью

3.3.Коэффициент заполнения паза изолированными проводами

3.4.Площадь поперечного сечения

3.5.Зубцовый шаг, мм

3.6.Магнитная индукция в зубце, Тл

3.7.Ширина зубца, мм

3.8.Зубцовый коэффициент

3.9.Магнитная индукция в спинке якоря, Тл

3.10.Длина средней магнитной линии в спинке якоря, см

Магнитная цепь

IV Расчет размеров магнитопровода

4.1.Воздушный зазор между якорем и полюсом, см

4.2.Коэффициент воздушного зазора

4.3.Расчетный воздушный зазор, см

4.4.Полюс

Материал	Толщина листов, мм	Способ покрытия
1211	0,35	оксидирование	0,94

4.5.Длина полюса, см

4.6.Магнитная индукция в полюсе, Тл

4.7.Коэффициент рассеивания полюсов

4.8.Ширина полюса, см

4.9.Длина полюсной дуги, см

4.10.Высота полюса, мм

4.11.Высота полюсного наконечника, см

4.12.Длина корпуса (станины), см

4.13.Магнитная индукция в станине, Тл

4.14.Высота спинки станины, см

4.15.Наружный диаметр корпуса машины, см

4.16.Длина средней магнитной лини в станине (в расчете на полюс