Расчет электродвигателя постоянного тока специального назначения

Введение

Авиация является одной из быстро развивающихся областей техники. За полтора – два года почти полностью обновляется парк эксплуатируемых самолетов, заменяется их оборудование. Новые требования, предъявляемые к самолету, заставляют пересматривать характеристики всего электротехнического оборудования, в том числе и электрических машин. Снижаются масса и габариты электрических машин, возрастают окружающие температуры и механические воздействия; их облик становится совершенно другим. Изменяется сам подход к выбору конструктивной схемы и способов охлаждения, сроков службы и применяемых материалов, методов крепления и надежности. Самые последние достижения науки становятся определяющими для конструктора.

Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения.

Производство этих машин в настоящее время представляет собой специальную отрасль электромашиностроения с массовым и серийным выпуском их. Проектированием и изготовлением электрических машин постоянного тока занимаются различные промышленные предприятия, научно-исследовательские институты и специальные организации.

На современных самолетах стремятся облегчить работу экипажа и сосредоточить его внимание на выполнении поставленного задания, а также сделать полет более надежным и безопасным. Для этой цели механизируют и автоматизируют отдельные процессы по управлению самолетов, агрегатами и установками.

В настоящее время для приведения в действие различных частей самолета, механизмов и агрегатов применяются преимущественно электродвигатели.

Двигатели с последовательным возбуждением применяются в тех случаях, когда требуется большой пусковой и тормозной моменты приводимого в движение механизма резко изменяется в процессе работы, а также для приведения в движение реверсивных механизмов, когда нет необходимости обеспечивать постоянство частоты вращения. Они используются в различных приводах управления органами самолетов (щитками, створками, рулями, триммерами и т.п.), в механизмах управления авиационными двигателями и их питанием (стартерами, воздушными винтами, топливными кранами и т.п.).

Авиационные электродвигатели по сравнению с обычными двигателями обладают большей частотой вращения, имеют большую габаритную мощность, т.е. на один килограмм массы этого двигателя приходится большая мощность, чем в  двигателях общего применения. Частота вращения современных авиационных электродвигателей составляет от 4000 до 20000 об/мин, передаточные числа редукторов – до 15000 и больше.

Двигатели с последовательным возбуждением общего применения не могут включаться в сеть без нагрузки. Для авиационных двигателей с последовательным возбуждением небольшой мощности достаточной начальной нагрузкой является значительная величина нажатия щеток на коллектор, а также наличие инерции редукторов с большими передаточными числами и малыми КПД.

1 Назначение и область применения

На современном самолете устанавливается большое количество электродвигателей постоянного тока мощностью от долей ватта до 5…10 кВт. Электродвигатели используются для привода различных механизмов: механизма посадочных щитков, подвижных стабилизаторов, воздушных тормозных решеток, створок капотов на самолетах с двигателями воздушного охлаждения, заслонок масляных и водяных радиаторов, посадочных выпускных фар, убирающегося шасси, бензо- и маслопомп, а также используются в качестве стартеров для запуска авиадвигателей.

В зависимости от режима работы электродвигатели постоянного тока делятся на двигатели длительного, кратковременного и повторно – кратковременного режима. Наибольшее применение в авиации находят электродвигатели повторно – кратковременного и кратковременного режимов работы.

С режимом работы связан выбор схемы возбуждения электродвигателя , который в основном определяется требованием к их характеристикам

Авиационный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением для повторно – кратковременного режима работы предназначен для приведения в действие механизмов дистанционного управления, возвратно – поступательного движения, в приводах топливных кранов, стеклоочистителей и т.п., где не требуется жесткой зависимости частоты вращения от нагрузочного момента. Т.к. частота вращения двигателя высокая, то необходимо применение многоступенчатых редукторов, т.к. частота вращения выходного вала редуктора составляет всего несколько единиц или десятков оборотов в минуту. Конструкция двигателя позволяет реверсировать его однополюсным переключателем, меняя полярность полюсов двигателя. При этом нужно учитывать, что одновременное включение обеих обмоток возбуждения недопустимо, т.к. повлечёт за собой выход двигателя из строя. Вероятность такого включения намного снижается при автоматическом направлении двигателя. Внедрение автоматики позволит облегчить работу экипажа. Таким образом, применение двигателя ограничено лишь его мощностью и режимом работы.

2 Технические данные