ка якоря и обмоткодержателей на валу расположены коллектор, вентилятор, балансировочное кольцо и подшипники.

В двигателе применена аксиальная система вентиляции: воздух поступает в двигатель через окно в подшипниковом щите со стороны коллектора, проходит через внутреннюю полость машины и выбрасывается наружу через окно в подшипниковом щите со стороны привода. Для обеспечения требуемой степени защиты двигателя вентиляционные окна прикрыты стальными защитными лентами, которые в нижней части имеют отверстия, а в боковых частях-жалюзи. Внутри двигателя имеется щиток (диффузор), направляющий поток воздуха непосредственно на лопатки вентилятора.

К подшипниковому щиту со стороны коллектора прикреплена траверса со щеткодержателями, в которые вставлены щетки. Концы обмоток якоря, возбуждения и добавочных полюсов выведены на панель вводного устройства. В машинах с высотой оси вращения /1200 мм вводное устройство расположено сбоку или сверху станины, а с /г=225-=-315 мм - на торце щита со стороны коллектора. Лапы для крепления машины в месте ее установки приварены к нижней части станины, а проушины для транспортировки машины приварены к верхней части станины.

В настоящей главе рассматриваются вопросы расчета машин постоянного тока защищенного исполнения (IP22) при способе охлаждения IC01, получившие наибольшее применение.

10.2. ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЫ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Главными размерами машины постоянного тока являются наружный диаметр якоря и расчетная длина сердечника якоря Предварительное значение наружного диаметра якоря D2 принимают по табл. 10.2 в зависимости от высоты оси вращения h.

Далее по (4.14) определяют расчетную длину сердечника якоря . При этом коэффициент формы поля кв и обмоточный коэффициент ko6 принимают равными 1, а расчетную мощность, кВт, определяют по формулам:

для генераторов

Pt ~ Риомг

для двигателей

Pi ~ ном-

(10.1)

(10.2) Таблица 10.2

Значения коэффициентов и принимают в зависимости от номинальной мощности машины:

кВт . . .

Рнон Кг

До 1 1,4-1,2 0,65-0,82

1-10 1,2-1,10 0,82-0,85

10-100 1,10-1,06 0,85-0,93

100-100

1,06-1,оа

0,93-0,98-

Предварительное значение КПД для машин общего назначения мощностью до 200 кВт можно принять по табл. 10.1, а для машин большей мощности - по рис. 10.2.

Рис. 10.2. Рекомендуемые значения КПД машин постоянного тока

200 400 600 800

0.65

0,6J

0,6i

0,59

200 300 400О2,мм

Рис. 10.3. Рекомендуемые значения-

Предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия а,- принимают по рис. 10.3. Важным моментом при проектировании машины постоянного тока является выбор числа главных полюсов 2 р. С увеличением 2р уменьшается поперечное сечение станины (ярма), сокращаются длина коллектора и вылет лобовых частей обмотки якоря. Все это способствует получению короткой машины. Но одновременно с этим возрастает трудоемкость изготовления машины, увеличивается напряжение между соседними коллекторными -пластинами, уменьшается расстояние между

сердечниками главных и добавочных полюсов, что способствует росту магнитного потока рассеяния. Практикой проектирования электрических машин постоянного тока выработаны рекомендации при выборе числа главных полюсов 2р: в машинах с высотой оси вращения /г=80-ь100 мм принимают 2/7=2, а в машинах с h = \\2- -500 мм принимают 2/7=4.

Предварительное значение максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре 5 для машин защищенного исполнения (IP22) со способом охлаждения IC01 выбирают по рис. 10.4.

Предварительное значение линейной нагрузки А для машин защищенного исполнения (IP22) со способом охлаждения IC01 принимают по рис. 10.5 в зависимости от наружного диаметра якоря D2. Значения В я А, принятые по рис. 10.4 и 10.5, следует привести в соответствие с заданным классом нагревостойкости изоля-

дии, умножив их на поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 10.3.

Необходимо иметь в виду, что повышенные значения электромагнитных нагрузок Bg и Лг способствуют лучшему использованию объема якоря (D/,), но при этом чрезмерное увеличение Лг ведет к росту электрических потерь и превышения температуры обмотки якоря, а увеличение Bg вызывает возрастание МДС обмотки воз-буждения, что в конечном итоге ведет к росту габаритов машины

0,5i 0,5Z

0,48 0,46

0,44

0,96

0,94

ISO D,MM

oj 0,92

450 500 S50 0; мм

ЧОО 140 , 180 220 260 500 340 380 420 0,ым

;Рис. 10.4. Рекомендуемые значения магнитной индукции Bg для машин постоянного тока исполнения по степени защиты 1Р22:

.0 - при 2р=2; б я в - при 2р=4

вследствие увеличения объема полюсных катушек главных полюсов. Кроме того, повышенные значения Bg и Лг ухудшают коммутацию машины.

При расчете двигателей постоянного тока, предназначенных для работы от тиристорных преобразователей с коэффициентом пульсации напряжения более 1,1, значение Bg, принятое по рис. 10.4, следует уменьшить на 10%, а значение А, принятое по рис. Л0.5, уменьшить на 5 %.

Полученное по (4.14) значение расчетной длины сердечника якоря h округляют до целого чисМ, аатем определяют коэффициент длины Я

(10.3)

значения которого должны укладываться в диапазон допустимых Я для машин общего назначения (рис. 10.6).

При наружном диаметре якоря D2<500 мм сердечник якоря насаживают непосредственно на вал. В этом случае внутренний

5 о:

т 220 260 300 0 чьл

400 450 500 550 02,ии

Рис. 10.5. Рекомендуемые значения линейной нагрузки А 2 для машин постоянного тока исполнения по степени защиты IP22:

а - при 2р=2; б, в - 2p=i

диаметр сердечника якоря Дгвн предварительно можно принять равным, мм,

D23H = (0,30 4-0,36) А. (10.4)

Уточненное значение Дгвн определяют при расчете вала на же-сткость (см. § 7.5). Размеры активной части машины постоянного тока показаны на рис. 10.7.

1,0 0,0 0,6 0,4 0,2

Рис. 10.7. Активная часть машины постоянного гока

т 200 т

02,ш

Рис. 10.6. Рекомендуемые значения коэффициента длины для машин постоянного тока:

/ - максимальные зиачеиия; .2 - минимальные значения

10.3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ

Сердечник якоря шихтуют из отштампованных листов тонколистовой электротехнической холодокатаной стали. Пазы на якоре делают овальными полузакрытыми с параллельными стенками зубцов при всыпной обмотке якоря или прямоугольными открытыми с параллельными стенками пазов (рис. 10.8) при обмотке якоря из жестких секций:

В табл. 10.4 приведены рекомендации по применению различных марок холоднокатаной электротехнической стали, формы пазов и типов обмоток якоря в машинах постоянного тока общего гназначения.

Таблица 10.4

При высоте оси вращения ft225 мм в сердечнике якоря для улучшения охлаждения и уменьшения массы предусматривают аксиальные вентиляционные каналы в один или два ряда. Рекомендуемые размеры аксиальных вентиляционных каналов: ;гк,а - число каналов, к,а - их диаметр, мм, - приведены в табл. 10.5. При двух рядах каналы располагают в шахматном порядке.

Рис. 10.8, Форма пазов якоря;

о - полузакрытый; б -открытый прямоугольный при креплении обмотки якоря бандажом; в - то же, но при креплении обмоткн якоря клиньями

В машинах с высотой оси вращения КЪЪЪ мм для лучшего охлаждения при длине сердечника якоря более 350 мм предусматривают радиальные вентиляционные каналы шириной &к=10 мм, разделяющие сердечник якоря на пакеты длиной по 55-75 мм. При этом конструктивная длина якоря, мм,

/2 = г + к2Ьк2, (10.5)

где Пк - число радиальных вентиляционных каналов.

При отсутствии радиальных вентиляционных каналов конструктивная длина якоря равна расчетной длине {k-k). Для снижения магнитного шума и повышения устойчивости работы двигателей при низких частотах вращения пазы якорей двигателей с высотой оси вращения ftlOO мм при 2/7=2 скашивают на V2 зубцового деления, а у двигателей с 2/7=4 всех высот оси вращения скос пазов делают на целое зубцовое деление.

Воздушный зазор б в значительной степени влияет на свойства машин постоянного тока. С увеличением зазора б ослабляется размагничивающее действие реакции якоря, улучшается коммутация, уменьшается нагрузка на вал и подшипники, но при этом увеличи-

Таблица 10.5