Проектирование электрического двигателя постоянного тока
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Тема Проектирование электрического двигателя постоянного тока
Содержание
Введение
Выбор главных размеров и расчет параметров якоря
.1 Определение главных размеров
.2 Выбор типа обмотки якоря
.3 Определение обмоточных данных
.4 Расчет геометрии зубцовой зоны
Магнитная система машин постоянного тока
.1 Воздушный зазор под главным полюсом
.2 Зубцовая зона сердечника якоря
.3 Ярмо сердечника якоря
.4 Сердечник главного полюса
.5 Зазор между полюсом и станиной
.6 Станина
.7 Характеристика намагничивания. Переходная характеристика
Расчет системы возбуждения
.1 Определение размагничивающего действия поперечной реакции якоря
.2 Расчет обмоток при параллельном возбуждении
.3 Расчет обмоток при смешанном возбуждении
Оценка коммутационных параметров
.1 Расчет коммутационных параметров
.2 Расчет щеточно-коллекторного узла
.3 Расчет магнитной цепи добавочных полюсов
.4 Расчет обмотки добавочного полюса
Потери мощности и рабочие характеристики
.1 Расчет потерь мощности
.2 Определение номинальных параметров
Тепловой расчет
Вентиляционный расчет
Заключение
Использованная литература
Введение
электрический двигатель постоянный ток
Электромашиностроение начало развиваться с середины XIX в. Исследование электромагнитных полей, проведённые в то время учёными, позволили преступить к созданию моделей для практического применения.
Выдающиеся значение имели работы французского физика А. Ампера, английского физика М. Фарадея и русских учёных Э. Ленца, Б. Якоби и М. О. Доливо-Добровольского, работы которого дали мощный толчок использованию переменного тока. К началу XX в. стали вполне очевидными достоинства и широкие возможности использования в народном хозяйстве электрической энергии.
Продолжительный период времени электрический генератор, и электрический двигатель развивались независимо друг от друга, и только в 70-х годах XIX в пути их развития объединились.
Электрическая машина постоянного тока прошла 4 этапа развития:
)магнитоэлектрические машины с постоянными магнитами;
)машины с электромагнитами с независимым возбуждением;
)электрические машины с самовозбуждением и элементарными якорями;
)электрические машины с усовершенствованными якорями и многополюсными системами.
Начальный период развития электрических машин связан главным образом с постоянным током. Объясняется это тем ,что потребителями электрической энергии являлись установки, работающие исключительно на постоянном токе.
В 80-х годах прошлого столетия возникла необходимость передавать электроэнергию на расстояние. В 1882 г. были проведены первые опыты по передаче электроэнергии на постоянном токе. Однако высокое напряжение в генераторах постоянного тока ухудшало работу коллектора и часто приводило к авариям.Основной недостаток машин постоянного тока - это более сложная, дорогая и менее надежная конструкция по сравнению с бесколлекторными машинами переменного тока. Коэффициент полезного действия машин постоянного тока зависит от их номинальной мощности, и с ее возрастанием к. п. д. увеличивается. Для микромашин обычно к. п. д. ~60%, для машин мощностью свыше 100 кВт к. п. д. превышает 90%.
Основным недостатком более простых в изготовлении и обслуживании двигателей переменного тока являются трудности регулирования их частоты вращения. Поэтому если в процессе эксплуатации требуется плавно регулировать частоту вращения двигателей в широких пределах, то применяют электродвигатели постоянного тока. Наряду с двигателями находят широкое применение и генераторы постоянного тока. Машины постоянного тока, как двигатели, так и генераторы, используют на транспорте, судах, самолетах, в схемах автоматики (в виде микродвигателей) и т. д. Генераторы постоянного тока применяют для питания двигателей постоянного тока, электролитических ванн, а также в качестве сварочных генераторов, в схемах автоматического управления в качестве усилителей электрических сигналов управления и тахогенераторов (датчиков частоты вращения) и др.
1 Выбор главных размеров и расчет параметров якоря
.1 Определение главных параметров
.1.1 Диаметр якоря
м.
.1.2 Линейная нагрузка А, индукция в воздушном зазоре B?, коэффициент полюсного перекрытия ??
МинимумСр. значениеМаксимумА, А/м130001800023000В?, Тл0.550.6250.7??0.590.6150.64
.1.3 Расчетная электромагнитная мощность
,
где ? = 0.78 - предварительное значение коэффициента полезного действия
Вт.
.1.4 Длина воздушного зазора
.
Расчет проводим при различных сочетаниях значений А, В?, ??.
№123l?, м0.1980.1330.159
.1.5 Отношение главных размеров
.
?1.270.8541.021
.1.6 Выберем вариант №3: ?=1.021, l?=0.159 м, А=20394 А/м, В?=0.666 Тл, ??=0.635.
Выбор производится исходя из того, что при ?=1 получается машина, сбалансированная по сумме производственных, технологических и эксплуатационных затрат.
.2 Выбор типа обмотки якоря
.2.1 Ток якоря
,
где кв=0.035 - коэффициент токовозбуждения,
А.
.2.2 Ток параллельной ветви
,
где - число параллельных ветвей.
А.
По типу исполнения обмотку выберем простую волновую.