Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

ДС стабилизирующей обмотки равной МДС поперечной реакции якоря (направлены навстречу друг другу) ==6666 А.

Число витков стабилизирующей обмотки на один полюс

 

66/ 2,21=29,8629,86

 

Принимаем =3030 витков.

Уточняем МДС стабилизирующей обмотки при номинальном режиме работы

30• 2,21=66,366,3 А.

 

Сечение и диаметр провода последовательной обмотки возбуждения. Плотность тока в обмотке предварительно выбираем для машин со степенью защиты IP22 по п.10.7: 5000000 5000000 А/м2.

Расчетное сечение провода предварительно

 

= 2,21/5000000=0,0000004420,000000442 м2.

 

Принимаем по табл. 10.18 [2] круглый провод ПСД: по табл. П.3.1 [2] диаметр голого провода dГСО=0,00075 м, диаметр изолированного провода 0,000815= 0,000815 м; = 0,0009150,000915 м,

сечение провода 0,000000442= 0,000000442 м2.

Окончательная плотность тока в проводнике стабилизирующей обмотки возбуждения

 

= 2,21/0,000000442=50000005000000 А/м2.

 

Средняя длина витка стабилизирующей обмотки

 

=2(0,044+0,036= 0,1600,160 м.

 

Полная длина обмотки

 

20,16030=9,609,60 м.

Сопротивление стабилизирующей обмотки возбуждения при С

 

=9,60/(571060,000000442)= 0,38 0,38 Ом.

 

Сопротивление стабилизирующей обмотки возбуждения при С

 

1,22 0,38 =0,460,46 Ом.

 

Масса меди стабилизирующей обмотки

 

89009,600,000000442= 0,0378 0,0378 кг.

 

Выбираем изоляцию обмоток: изоляция сердечника: эпоксидная смола, толщина 1 мм.

Потребная площадь окна для размещения стабилизирующей обмотки возбуждения на полюсе

 

30•0,0009152•106/0,84=3030 мм2,

 

где =0,82...0,88 коэффициент, учитывающий возможные неточности намотки рядов провода в катушке. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

 

1,2•3036=36 мм2.

Продольная составляющая МДС якоря на один полюс возникает вследствие самопрозвольного сдвига щёток с геометрической нейтрали по механическим причинам и неточности установки и в малых машинах незначительна:

 

=0,00025•10-2•11978=3,0 3,0 А.

 

Необходимая МДС шунтовой обмотки возбуждения на один полюс

 

347+66-66,3-15-3,0=328,7328,7 А.

 

Вначале принимаем значение согласно полученному по формуле. Затем выполняем расчет по пп..3.11.5-3.13.12. При несовпадении значения частоты вращения в номинальном режиме (при расчете рабочих характеристик в п.3.13.12 ) корректируем . После корректировки принимаем 329 329 А.

Принимаем предварительно ширину катушки параллельной обмотки

 

0,5•(0,083-0,036)=0,0240,024 м,

 

толщину изоляции обмотки возбуждения (изоляция сердечника полюса- эпоксидная смола толщиной 1 мм) 0,001 0,001 м. тогда средняя длина витка обмотки по (10.57) [2]

 

2(0,044+0,036)+(0,024+0,001)=

=0,2390,239 м.

Расчетное сечение меди параллельной обмотки при последовательном соединении катушек полюсов по (10.58) [2]

 

1,123290,239/(22057106)=

= 0,00000001379 0,00000001379 м2,

 

где - коэффициент запаса.

Принимаем по табл. 10.18 [2] круглый провод ПСД: по табл. П.3.1 [2] диаметр голого провода м, диаметр изолированного провода 0,0001= 0,0001 м; сечение провода 0,00000000502= 0,00000000502 м2.

Номинальную плотность тока принимаем для машин со степенью защиты IP22 по п.10.7:

 

35000003500000 А/м2.

 

Число витков на полюс по (10.64) [2] с учетом выбранного сечения провода

 

329•0,00000000502/(3500000 0,000000013792)=24812481.

 

Потребная площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

 

2481•0,00012•106/0,84=3030 мм2,

где =0,82...0,88 коэффициент, учитывающий возможные неточности намотки рядов провода в катушке. 3.12.20. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

 

1,2•3036=36 мм2.

 

На основании производится размещение обмотки возбуждения и уточнение высоты сердечника полюса.

Определяем номинальный ток возбуждения:

 

329/2481=0,130,13 А.

 

Полная длина обмотки

 

20,2392481=11861186 м.

 

Сопротивление обмотки возбуждения при С

 

=1186/(571060,00000000502)=41454145 Ом.

 

Сопротивление обмотки возбуждения при С

 

1,224145=50575057 Ом.

 

Масса меди параллельной обмотки

890011860,00000000502= 0,05 0,05 кг.

 

Выбираем изоляцию обмоток: изоляция сердечника: эпоксидная смола, толщина 1 мм.

 

3.13 Потери и КПД

 

Электрические потери в обмотке якоря по п. 10.10 [2]

 

2,21216,69=81,581,5 Вт.

 

Электрические потери в обмотке возбуждения :

 

2200,13= 28,6 28,6 Вт.

 

Электрические потери в переходном контакте щеток на коллекторе

 

2,5 2,21=5,55,5 Вт.

 

Потери на трение щеток о коллектор

 

0,00004300000,26,28=1,51,5 Вт,

 

где - давление на щетку; для щетки марки ЭГ - 14 Па.

f = 0,2 - коэффициент трения щетки.

Потери в подшипниках определяются следующим путём [4].

Масса якоря с обмоткой и валом (стр. 232) [2]

6500• 0,0732•0,044= 1,5 1,5 кг.

 

Масса коллектора с валом (стр. 232) [2]

 

6100•0,042•0,009= 0,1 0,1 кг.

 

Потери в подшипниках

 

1,5•( 1,5+ 1,5)• 3000 10-3=7,27,2 Вт.

 

Потери на трение якоря о воздух при скорости вращения до 12000 об/мин

 

2• 0,0733•30003•0,044•10-6=0,920,92 Вт.

 

Масса стали спинки ярма якоря по (10.103) [2]

 

7800(( 0,073-20,02)2-0,0152)0,044 0,95/4= 0,22 0,22 кг

 

Условная масса стали зубцов якоря по (10.101) [2]

 

780026 0,0031 •0,02 0,044 0,95= 0,53 0,53 кг

 

Магнитные потери в ярме якоря

a)= =2/23000/60= 50 50 Гц;

б) 2,31,75( 50/50)1,4 1,272 0,22=1,431,43 Вт,

 

где p1,0/50=1,75 Вт/кг, по табл 6-24 [2] для стали 2312.

Магнитные потери в зубцах якоря

 

2,31,75( 50/50)1,4 1,362 0,53=3,953,95 Вт,

 <