4 Разработка конструкции и поверочный расчет электродигателя

4.1 Разработка конструкции

Исходной информацией для конструкторского проектирования является техническое задание и расчетный формуляр, полученный на предварительном этапе расчетного проектирования. Эта информация в значительной мере предопределяет конструктивный облик электрической машины, но недостаточна для построения общего вида. Для одной и той же активной части в зависимости от систем возбуждения и охлаждения, условий монтажа, ремонта и эксплуатации можно предложить разные конструктивные оформления.

Возможность вариации конструктивных схем исполнения приводит к необходимости начать конструирование общего вида с генерации возможных и допустимых принципиальных вариантов исполнения. Затем каждый принципиальный вариант подвергается конструкторской проработке до тех пор, пока он перестанет быть конкурентоспособным по сравнению с другими вариантами. Таким образом, при конструировании общего вида возможны несколько альтернативных вариантов. В этом случае все эти варианты детализируются до тех пор, пока путем сравнительного анализа не будет выбран конечный вариант. Накопленный опыт конструирования общих видов электрических машин показывает, что обычно число альтернативных вариантов мало (не более двух, трех). Тем не менее даже малое число вариантов существенно увеличивает объем конструкторских работ. Поэтому сравнительный анализ и отсев вариантов следует осуществлять как можно раньше, не дожидаясь этапа анализа качества и технологичности конструкции.

В результате сравнительного анализа вариантов конструкции электрической машины выбирается окончательный вариант, для которого формируется конструкторская документация в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации ( ЕСКД ).

Сравнение вариантов общего вида и выбор конечного варианта осуществляется по совокупности критериев, характеризующих как качество, так и технологичность конструкции объекта проектирования. Задача сравнительного анализа вариантов полностью формализуема при наличии математических моделей для оценки критериев качества и технологичности.

Разработка конструкции выполняется на основе размеров полученных в предыдущем разделе. При этом наиболее целесообразно воспользоваться опытом накопленным при проектировании электрических машин малой мощности / 12 /.

Разработка конструкции сопровождается выполнением эскиза машины. Детальная разработка конструкции электродвигателя начинается с разработки конструкции якоря. Главные размеры якоря определяются в разделе 3, дополнительные расчетные размеры определяются конструктивно на основании эскизных проработок (рисунок 4.1).

4.2. Дополнительные расчетные размеры якоря

4.2.1 Толщина лобовой части обмотки

. (4.1)

4.2.2. Длина лобовой части обмотки

, (4.2)

где К – число коллекторных пластин.

4.2.3 Параметры щеток

Уточняется марка щеток и их размеры /13/. Сечение щетки определяется по номинальному току якоря и допустимой плотности тока под щеткой

. (4.3)

В соответствии с государственным стандартом выбирается ближайшая по сечению щетка с размерами

, (4.4)

где – тангенциальный размер щетки, мм;

– аксиальный размер щетки, мм;

– радиальный размер щетки, мм.

Рисунок 4.1 – Конструкция полого якоря

(см. файл Рисунок 4.1.doc)

4.2.4 Коллекторное деление

Коллекторное деление складывается из ширины коллекторной пластины и ширины изоляции между коллекторными пластинами

, (4.5)

где . (4.6)

Следует заметить, что ширина щетки ограничивается сверху допустимой шириной зоны коммутации, то есть не должна быть слишком большой, но она не должна быть и чрезмерно малой, чтобы обеспечить устойчивую работу щеточно-коллекторного узла.

4.2.5 Диаметр коллектора

. (4.7)