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

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

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