- •Проектирование электрических машин
- •Учебное пособие Воронеж 1999
- •Содержание Введение 4
- •1 Объекты проектирования 6
- •Список литературы 73 введение
- •1 Объекты проектирования
- •Двигатели с полым якорем
- •Дискового типа
- •2 Методы расчетного проектирования
- •3 Предварительный расчет
- •Сечение меди провода
- •Диаметр провода также может быть определен по формуле
- •3.5.1 Потери в электродвигателе, отводимые корпусом
- •4 Разработка конструкции и поверочный расчет электродигателя
- •4.2.6 Активная длина коллектора
- •Допустимое касательное напряжение
- •5 Оценка технико-экономических показателей
- •Список литературы
- •Писаревский Юрий Валентинович
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3 Предварительный расчет
Алгоритм предварительного расчета базируется на общих положениях теории проектирования электрических машин малой мощности с включением ряда допущений, максимально упрощающих определение главных размеров объекта проектирования.
3.1 Расчет главных размеров электродвигателя
3.1.1 Частота вращения при холостом ходе
(1+G), (3.1)
где 0 – частота вращения при холостом ходе, рад/с;
– номинальная частота вращения, рад/с
, (3.2)
где – номинальная частота вращения, об/мин;
G – коэффициент жесткости механической характеристики (определяется в соответствии с рисунком 3.1)
. (3.3)
3.1.2 Момент холостого хода и электромагнитный момент
Момент холостого хода определяется из условия максимума КПД, когда потери холостого хода равны электрическим потерям в якоре ( )
, (3.4)
где - момент холостого хода, Нм;
– номинальный вращательный момент, Нм;
– коэффициент нагрузки ( );
0
н
М0 М2н М2
Рисунок 3.1 – Механическая характеристика электродвигателя постоянного тока
G – коэффициент жесткости механической характеристики двигателя;
– номинальная частота вращения, рад/с;
– частота вращения при холостом ходе, рад/с;
– падение напряжения в щеточно-коллекторном
контакте, В;
– номинальное напряжение, В.
Электромагнитный момент машины уравновешивается в установившемся режиме моментом холостого хода Мхх и номинальным моментом нагрузки на валу электродвигателя
М = Мхх + М2н. (3.5)
Максимальный вращающий момент возникает при пуске электродвигателя или его реверсе, если машина реверсивная.
3.1.3 Сопротивление якоря
, (3.6)
где н - номинальная частота вращения, рад/c;
М - электромагнитный момент электродвигателя, Нм;
Uн - номинальное напряжение;
Uщ - падение напряжения в щеточно-коллекторном
контакте, В.
3.1.4 ЭДС якоря
. (3.7)
3.1.5 Номинальный ток двигателя
. (3.8)
Ток двигателя при пуске
, (3.9)
где – номинальное напряжение электродвигателя, В;
– допустимое изменение источника питания, В;
– сопротивление якоря, Ом.
Ток двигателя при реверсе под номинальной нагрузкой
. (3.10)
Максимальный момент на валу двигателя
, (3.11)
где – максимальный ток двигателя равный пусковому току или току реверса, А.
3.1.6 Диаметр выходного конца вала
, (3.12)
где - напряжение, определяемое пределом усталости материала вала, Па.
После определения диаметра d необходимо выбрать ближайший нормализованный диаметр выходного конца вала.
3.1.7 Диаметр проводников обмотки якоря