Длина стержня, мм,

/ , = /, + 200.

(10.125)

Стержни соединяют между собой посредством соединительной дуги из неизолированной медной проволоки. Обычно соединение дуги со стержнями выполняют пайкой посредством хомутиков или без них (рис. 10.28, а и б). В местах разъема станины применяют болтовое соединение дуги со стержнем (рис. 10.28, в).

Рис. 10.28. Соединение дуг со стержнями компенсационной обмоткн:

а - паянное с хомутиками; без хомутиков; а - болтовое

б - паянное

Площадь поперечного сечения дуги, мм,

7д1 = /г/акДд1. (10-126)

где Дд1 - плотность тока в дуге, А/мм:

Д1д= (0.8-4-0.9) Дх. Больший размер проволоки для соединительной дуги, мм,

V = (I.6-I.8)/icTi. (10.127)

Меньший размер проволоки, мм,

Ьд1=9 1 гд1. (10.128)

Стандартные размеры проволоки для соединительной дуги определяют по табл. П.1.2 и П. 1.3.

Средняя длина соединительной дуги между стержнями, мм,

/ер.д = 4,4ад. (10.129)

Активное сопротивление компенсационной обмотки. Ом,

к,о -

2рРс л/.10- /jctl. ср.д \ (10.130)

а\ \ Ял. 9д1 /

10.U. ЩЕТКИ И КОЛЛЕКТОР

Размеры щеток определяют соотношение размеров коллектора: уменьшение ширины щеток Ьщ влечет за собой увеличение длины коллектора /н, а применение более широких щеток способствует уменьшению длины коллектора, но при этом расширяется зона коммутации (ширина дуги окружности якоря, в пределах которой находятся коммутируемые секции), что может послужить причиной ухудшения коммутации.

Расчетная ширина щетки, мм,

to

(10.131)

здесь Аз,к - отношение ширины зоны коммутации 6з,н к нейтральной зоне главных полюсов 6н,зр=т-Ьр, мм; предельно допустимые значения А:з,н приведены в табл. 10.21; <к - коллекторное деление (10.22); Лщ -число щеток на коллекторе; ек-укорочение шага обмотки якоря, принимается всегда со знаком плюс ;

е = (й/2/7)-г/,. (10.132)

Полученное значение 6щ округляют до ближайшего стандартного значения (табл. 10.21).

В зависимости от ширины щетки рекомендуются следующие ее длины:

Ь, , мм..... 8 10 12,5 16 20 25 32

/щ, мм..... 10; 12,5 12,5; 16 16; 20 25; 32

Щетки шириной 25 и 32 мм не обеспечивают полного прилегания всей поверхности к коллектору. В этом случае щетку разделяют на две шириной по 12,5 или 16 мм соответственно или же применяют более узкие щетки, а требуемая расчетная ширина Ь достигается раздвижкой щеток на а\ в каждом бракете по окружности коллектора путем установки прокладок между бракетами и некоторыми щеткодержателями (рис. 10.29). Перечисленные меры способствуют более надежному щеточному контакту при вибрациях и толчках.

Число перекрытых щеткой коллекторных делений

7 = Мк. (10.133)

Рекомендуются следующие значения у в зависимости от типа обмотки якоря: для простой волновой = 2-4; для простой петлевой 7 (Ып+0,5); для двухходовой петлевой у>Ъ.

Необходимая контактная площадь всех щеток, мм.

10; 12,5

12,5; 16

12,5 16; 20

20 25; 32

25 32

25щ = 2/2/Дщ,

(10.134)

где Дщ-плотность тока в щеточном контакте (табл. 2.2), А/мм. Необходимая контактная площадь щеток одного бракета, мм.

5и б = 25щ/2г7,

(10.135)

Таблица 10.21

Используя значение ширины щетки Ьщ, принятую по табл. 10.21, определяют требуемую длину щетки, мм,

щ = 5.б/- (10-136)

Полученное значение округляют до стандартного значения /щ, а затем определяют требуемое количество щеток на один бракет

Лщ.б = 5щ.б/6щ/щ. (10.137)

Полученное значение Лщ.б округляют до ближайшего целого числа.

Затем определяют плотность тока под щеткой, А/мм,

Ащ = 21,Шщ.вЬщ1щ2р, (10.138)

которая не должна превышать допустимого значения Лщ, принятого по табл. 2.2.

Рис. 10.29. Расположение щеток на коллекторе в шахматном порядке

Для равномерного износа поверхности коллектора щетки на бракетах располагают в шахматном порядке: щетки одной половины всех бракетов смещают вдоль коллектора относительно щеток другой половины бракетов на аг, как это показано, например, на рис. 10.29.

Активная длина коллектора при шахматном расположении щеток, мм,

/к = Л/щ.б(/щ + 8)4- 10. (10.139) Ширина коллекторной пластины, мм, b, = f -b 3, (10.140)

где Ьиз - толщина изоляционных прокладок между коллекторными пластинами: при /г315 мм &,1з=0,8 мм; при /г>315 мм 6из = 1.

10.12. РАСЧЕТ КОММУТАЦИИ

Задачей расчета коммутации является определение возможности работы машины при номинальной нагрузке со степенью искрения неолее Ц/г) по ГОСТ 183-74 (слабое точечное искрение под большей частью края щетки, при котором на коллекторе не остается неустраняемых следов нагара, а щетки остаются неповрежденными).

Интенсивность искрения на коллекторе, обусловленного коммутационными причинами, зависит от реактивной ЭДС, наводимой в коммутируемой секции. В,

Ep = 2w2liA,v,X-lO-5,

(10.141)

где Шс2 -число витков секции обмотки якоря; U - расчетная длина якоря, мм; Лг -линейная нагрузка, А/м; V2=nD2n-10-/60 - окружная скорость якоря, м/с; Я, -приведенный коэффициент магнитной проводимости коммутируемой секции.

Для машин с высотой оси вращения /г315 мм коэффициент Я, определяется следующими выражениями:

при овальных полузакрытых пазах на якоре (см. рис. 10.8, а)

К = 0,6

2,5-108 flg

(10.142)

при прямоугольных открытых пазах на якоре (см. рис. 10.8, бив)

г = 0,6- +

2,5-108 ai

(10.143)

Для машин с высотой оси вращения /i=355-v-500 мм, работающих при более напряженных условиях коммутации, коэффициент Я, равен

= {К + К) + К. (10.144)

В это выражение входят коэффициенты магнитных проводимо-стей рассеяния между стенками паза Я , коронками зубцов Яг лобовых частей обмотки якоря Ял. Для расчета этих коэффициентов пользуются выражениями

1,25-

(10.145)

где /121. /122 И Ьп2 - ИЗ рис. 10.30;

4 = W./26 , (10.146)

где бд - воздушный зазор под добавочными полюсами, мм.

Рис. 10.30. Размеры открытого паза с обмоткой

Рис. 10.31. Зависимости 4u=f{y; Ua\ бк) 19а-782

Коэффициент Х,л равен 0,75 при бандаже обмотки якоря из магнитной проволоки и 0,5 при бандаже из стеклоленты или немагнитной проволоки.

Величина 4ы, вошедшая в (10.144), представляет собой число одновременно коммутируемых секций. Значение этой величины определяют по рис. 10.31 в зависимости от Ып, 8к и относительной ширины щетки

т = (Мк) + (1+а2/р). (10.147)

Для обеспечения удовлетворительной коммутации необходимо, чтобы реактивная ЭДС при наиболее неблагоприятных условиях работы машины (максимальная частота вращения якоря, перегрузка и т. п.) не превышала предельных значений (табл. 10.22).

Меньшие значения £р относятся к быстроходным машинам (U2>40 м/с), а большие - к тихоходным.

10.13. ПОТЕРИ И КПД. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИНЫ ПрСПГОЯННОГО ТОКА

Сумма потерь в машине постоянного тока, кВт,

- + Ps2 + Ps.b + э,п1 + э.п, + е. + об] I0- (10.148)

где Рм2 - магнитные потери в сердечнике якоря, Вт; Рэг - электрические потери в обмотке якоря, Вт; Рэ,в - электрические потери в обмотке возбуждения, Вт; Pa.ni- электрические потери в обмотках статора, включенных последовательно в цепь якоря (добавочных полюсов, стабилизирующей, компенсационной), Вт; Рэ,щ - электрические потери в переходном щеточном контакте, Вт; Рмех- механические потери (потери на трение и вентиляцию), Вт; Рдоб- добавочные потери, Вт.

Магйитные потери в сердечнике якоря, Вт,

= 231.о/50 (/2/50)Р (5 + В, G ), (10.149)

здесь Bz2 и Вс2 - магнитная индукция в зубцах и спинке якоря, Тл; Gz2 - масса стали зубцов якоря, кг:

при овальных полузакрытых пазах (см. рис. 10.8, а)

I , п2+;

п2 Л---

0.2 = 7,8.10

i 02

(10.150)

Рис. 10.32. Значения 2,3Pi,o/50(/2/50)=

Рис. 10.33. Потери на трение в подшипниках качения и на вентиляцию

во 100

сердечника якоря. Для упрощения расчетов при определении магнитных потерь в сердечнике якоря можно воспользоваться рис. 10.32.

Электрические потери в обмотке якоря, Вт,

Рэ2 = /2номГ2, (10.154)

где /2н0м - уточненное значение тока в цепи якоря при номинальной нагрузке. А: для двигателя

/ ом = (ном - fsHOM - Дщ)/2/-; (10.155)

для генератора

/гном = (£2ном - fHOM - Д/щ)/2/-; (10.155а)

ДС/щ -переходное падение напряжения в щетках, принимают по табл. 2.2 в соответствии с выбранной маркой щеток, В; Sr -сум-

19а* 295

= 7,8 10-Z26,2ор hz2 и Кг, (Ю. 151)

Gc2 - масса стали спинки якоря, кг:

при отсутствии аксиальных вентиляционных каналов

= 7,8.10-(я/4) [(Z),-2/iJ-Dbh] Uk,; (10.152)

при наличии в якоре аксиальных вентиляционных каналов диаметром dft2 (мм)

G = 7,8 10- {(я/4) [02 - 2/1,2) -dIbh - 42 k2]}k к. (10.153)

Коэффициент 2,3 в (10.149) учитывает увеличение магнитных потерь, обусловленных технологическим процессом изготовления