вается МДС обмотки возбуждения, что ведет к увеличению габаритов машины и снижению ее КПД. Рекомендуемые значения воздушного зазора для машин постоянного тока приведены на рис. 10.9. В целях снижения размагничивающего действия реакции якоря и улучшения коммутации зазор под главными полюсами в некоторых конструкциях машин постоянного тока делают эксцентричным (рис. 10.10): по оси полюса 6:mjn=0.666, а по краям по-

во т т 200 500 т о.мм

Рис. 10.9. Рекомендуемые значения воздушного зазора для машин постоянного тока

Рис. 10.10. Сердечник главного полюса

люсного наконечника Ьтах=28, где б - среднее значение зазора принятого по рис. 10.9.

Длина сердечника главного полюса 1т обычно равна конструктивной дJинe якоря, т. е. lm=h- Что же касается высоты главного полюса hm, то она должна быть достаточной для размещения на сердечнике полюсной катушки возбуждения. Поэтому предварительное значение hm определяют по рис. 10.11, а после расчета обмотки возбуждения размер hm уточняют.

Ширину главного полюса Ьт, мм, определяют, исходя из допустимого [значения магнитной индукции в сердечнике полюса Bra.

& = Б;а;.та7й,Б, (10.6)

где kcm - коэффициент заполнения сердечника полюса сталью (ст=0,98); т-полюсное деление, мм:

т = яД,/2р; (10.7)

а - предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния главных полюсов машины: для машин с 2 р=2 принимают а=1,15, а для машин с 2р=4 а=1,2.

Для машин постоянного тока защищенного исполнения (IP22) и способом охлаждения IC01 принимают Вт= 1,6-1,7 Тл.

Сердечники главных полюсов собирают из отштампованных листов холоднокатаной анизотропной стали марки 3411 толщиной 1 мм. Листы не изолируют. При штамповке листов из анизотропной холоднокатаной стали необходимо учитывать обязательное

совпадение направления проката с направлением магнитного потока в полюсе, т. е. с направлением оси полюса.

На полюсных наконечниках главных полюсов имеются выступы (см. рис. 10.10), предиаэшачениые для крепления полюсной катушки. Ширину этого выступа принимают равной 6тн=0,10-ь 4-0,14)&т. Высота полюсного иакоиечиика в основании выступа hmn должна быть такой, \чтобы магиитиая индукция В та в этом сечении не превышала 0,85 Вт. Предварительно высоту йтн определяют по формуле, мм,

hm.==ibp-bm), (10.8)

1,01 Вт

где 6р - расчетная длина дуги полюсного наконечника:

&р = а;т. (10.9)

Сердечники добавочных полюсов машин с ft<132 мм выполняют из полосовой стали марки СтЗ. В машинах с /1160 мм сердеч-

т

30 40

80 100 150 200 300 4000,мм

Рис. 10.11. Рекомендуемые значения высоты главного полюса

Рис. 10.12. Форма листов добавочного полюса

НИКИ добавочных полюсов шихтуют из листов холоднокатаной анизотропной стали марки 3411 толщиной 1 мм. При этом форма листов имеет небольшое расширение на стороне, обращенной к якорю (рис. 10.12, а). В машинах с /г=355-н500 мм листы добавочных полюсов имеют Т-образную форму с расширением на стороне, обращенной к станине (рис. 10.12, б), что позволяет снизить магнитную индукцию в зоне наибольшего магнитного насыщения полюса.

Длину наконечника сердечника добавочного полюса /д в машинах с ftl32 мм, у которых добавочные полюсы выполнены из полосовой стали, принимают равной конструктивной длине сердечника якоря. -При этом длину сердечника этого полюса делают короче полюсного наконечника на 5-8 мм с каждой стороны. Образующиеся в этом случае по длине полюса уступы служат для крепления полюсной катушки. В машинах с ftlOO мм длину сердечника добавочного полюса принимают равной конструктивной длине сердечника якоря, т. е. /д=/2-

предварительное значение ширины сердечника добавочного полюса 6д принимают по рис. 10.13, а значение воздушного зазора между наконечником добавочного полюса и якорем бд - по рис. 10.14. В сердечниках Т-образной формы (см. рис. 10.12, б) обычно принимают &д= (1,6-ь2,2)&д.

В машинах с 2/? = 2 рекомендуется применение одного добавочного полюса, а в четырехполюсных - полное число добавочных полюсов (2/?д=4).

МО 200 т 400 0j,MM

Рис. 10.13. Рекомендуемые значения ширины сердечника добавочного полюса:

J -при Л<100 мм, 2р=2; г - при Л=132 :315 мм, 2р=4: 3 -при ft=355-500 мм, 2р = 4

400 ОЛМ

Рис. 10.14. Рекомендуемые значения воздушного зазора под добавочным полюсом

Высота спинки станины Леи мм, определяется допустимым зна-чениемагнитной индукции в станине Bci = 1,2- 1,3 Тл:

(10.10)

Длина станины Ui должна быть такой, чтобы закрыть лобовые части главных полюсов. Ориентировочно можно принять

(10.10а)

где ki - коэффициент, равный 0,5 при 2/7=2 и 0,65 при 2р = 4. Внутренний диаметр станины, мм,

D ==D, +26 + 2/1+26. (10.11)

ЗдесЪ 26 учитывает наличие стальных прокладок между главным полюсом и станиной, предназначенных для регулировки воздушного зазора 8тш-

Наружный диаметр станины, мм.

Di = Z)i3 + 2/i .

(10.11а)

Наружный диаметр станины должен быть меньше двойного значения высоты оси вращения на 5-12 мм.

10.4. ОБМОТКА ЯКОРЯ

В машинах постоянного тока обычно применяют обмотки якоря следующих типов: петлевые (простые и сложные), простую волновую и комбинированную. Каждая из обмоток якоря характери-. зуется следующими параметрами: числом параллельных ветвей 2fl2; первым г/1, вторым г/2 и результирующим у частичными шагами обмотки и шагом по коллектору ук.

Любой тип обмотки якоря должен удовлетворять условиям симметрии: Zs/flg - целое число; /СМг - целое число; 2р/а - целое число; K/Z2 - целое число, где Z2 - число пазов якоря; 2- число пар параллельных ветвей обмотки якоря; К -число коллекторных пластин.

Применение того или иного типа обмотки якоря диктуется технико-экономическими требованиями к электрической машине. Выбранный тип обмотки должен обеспечить получение в машине требуемой ЭДС при токе в параллельной ветви, не превышающем допустимого значения. При этом следует стремиться к минимальному числу уравнительных соединений и минимальному числу параллельных ветвей. Последнее вызвано тем, что число проводников в обмотке якоря пропорционально числу параллельных ветвей и если на каждый паз якоря приходится большое число проводников, то объем изоляции в пазу увеличивается. В итоге площадь паза будет использована неудовлетворительно, так как значительная часть ее будет занята изоляцией.

Для выполнения обмотки якоря определяют шаг обмотки по реальным пазам

(10.12)

где Ып - число пазовых сторон в одном слое паза:

п = 2з/72. (10.13)

В этих выражениях ух - первый шаг обмотки по якорю:

У1 = (2з/2р) + 8; (10.14)

Zg - число элементарных пазов обмотки якоря, определяется числом пар пазовых сторон секций обмотки, равным числу коллекторных пластин {Zg=K); е -правильная дробь, которую следует вычесть из первого слагаемого выражения (10.14) или же прибавить к нему, чтобы г/1 стало целым числом.

Шаг обмотки по коллектору для простой волновой обмотки

J/i - (/С + 1) 7. (10.14а)

Если Ып - целое число, то обмотка якоря является равносекци-онной, т. е. все секции (катушки) этой обмотки имеют одинаковую ширину (рис. 10.15, а). Если же yjun - дробное число, то обмотку якоря выполняют ступенчатой, с секциями (катушками) разной ширины. При этом если несколько секций такой обмотки одними пазовыми сторонами лежат в одном реальном пазу, то другие пазовые стороны этих секций лежат в разных пазах (рис. 10.15, б).

17-782

Ступенчатые обмотки в изготовлении сложнее равносекционных но они обеспечивают лучшую коммутацию, особенно в машинах с тяжелыми условиями работы.

Прежде чем выбрать тип обмотки, следует определить номи- нальный ток якоря:

для генераторов

f(l + k,); (10.15)5

для двигателей

ном ном

(10.16)1

Здесь kl - коэффициент, учитывающий ток в параллельной j обмотке возбуждения, он может принимать следующие значения:

/ ион, кВт Ki . . .

До 1 1-5 0,2-0,1 0,1-0,07

5-10 0,07-0,025

10-100 0,025-0,02

100-500 0,02-0,01251

Затем, определив требуемое число, главных полюсов 2р (см. табл. 10.2),: принимают решение о типе обмотки якоря. Для этого можно воспользоваться ре-комендациями табл. 10.6, составленной! по данным машин постоянного тока еди- < ных серий.

При выборе петлевой или комбини-1 рованной обмоток в быстроходных ма-j шинах (d40 м/с) и в машинах, работающих со значительными перегрузками, предпочтение отдают комбинированной обмотке; в тихоходных машинах и в ма-; шинах, работающих с небольшими пере- i грузками, целесообразнее применение петлевой обмотки. При расчете параметров выбранного типа обмотки якоря следу-1 ет иметь в виду данные, приводимые в табл. 10.7.

Рис. 10.15. Секции обмоток якоря:

в -равносекцнонной; б -сту-венчатой

Число эффективных проводников обмотки якоря Л, = Л;лО,2а, -10з.

(10.17) Таблица 10.61

Число пазов якоря

= nDJf, (10.18)

где tz - зубцовое деление якоря, мм, принимают в зависимости от высоты оси вращения: ft, мм......

2. мм......

80-200 10-20

225-315 15-35

355-500 18-40

Окончательно число пазов якоря Z2 принимают в соответствии с рекомендациями табл. 10.7 согласно выбранному типу обмотки.

При выборе значений N2 и Z2 необходимо иметь в виду, что число эффективных проводников в пазу N2/2 должно быть четным.

Затем определяют диаметр коллектора, мм: при полузакрытых пазах якоря

D (0,75 0,80)

(10.19)

при открытых пазах якоря и наличии петушков на коллекторных пластинах

D (0,650,70) Da.

(10.20)

Полученное значение Dk следует округлить до ближайшего стандартного значения: 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 400; 450; 500; 560 мм. При этом максимальная окружная скорость коллектора, м/с.

D = nD n/60-103

(10.21)

не должна превышать 40 м/с. Здесь п - наибольшая частота вращения якоря машины, об/мин. Коллекторное деление, мм,

= nPJK. (10.22)

Принятое значение должно быть не меньше следующих значений:

h, ът . . .

Kmjn, мм .

56-125 3,0

140-280 3.5

315-500 3.8

Если же при расчете получено икты, то следует уменьшить число коллекторных пластин К. однако при этом напряжение между соседними коллекторными пластинами, В,

(10.23)

не должно превышать для машин мощностью до 1 кВт 25-30 В, более 1 кВт без компенсационной обмотки - 16 В; для машин с компенсационной обмоткой - 20 В. Превышение допустимого значения Uk создает опасность возникновения на коллекторе искрения.