ма сопротивлений обмоток, включенных в цепь якоря, при расчетной рабочей температуре. Ом:

2/-=/-2 +/-о +/-д + (10.156)

£2ном - ЭДС якоря при номинальной нагрузке. В:

F -

60а,

ном-

(10.157)

Электрические потери в обмотке главных полюсов при независимом или параллельном возбуждении, Вт,

Рэ.ъ = и1/гв, (10,158)

где f/в - напряжение на выводах обмотки возбуждения, В.

Электрические потери в обмотках статора, включенных последовательно с обмоткой якоря, Вт,

Рз,п.=4о (-д + -с + -к). (10.159)

где Гд -сопротивление обмотки добавочных полюсов (10.104), Ом; Го - сопротивление стабилизирующей обмотки (10.97), Ом; Гк - сопротивление компенсационной обмотки (10.130), Ом.

Электрические потери в переходном щеточном контакте, Вт,

з,и; = Дщ2 о - (10.160)

Механические потери, Вт,

мех = Рт,щ + Рт,п,в (10.161)

<г-3десь Рт,п,в - потери на трение в подшипниках и на вентиляцию, определяют по рис. 10.33; Рт,щ - потери на трение щеток о коллектор, т:

т,и; = 0,525. (10.162)

где 5щ - контактная площадь всех щеток (10.134), мм; Uk-окружная скорость коллектора (10.21), м/с.

Добавочные потери при номинальной нагрузке, Вт:

у некомпенсированных машин

1-3.

(10.163)

доб -

у компенсированных машин

Рдоб - 0,005Р ом/г1иом- 10~\ (10.164)

где TjoM., - предварительное значение КПД машины при номинальной нагрузке (см. табл. 10.1 и рис. 10.2).

Добавочные потери при нагрузке, отличающейся от номинальной, Вт,

Рдоб = Рдоб Р; (10.165)

здесь р - коэффициент нагрузки:

P = /2/W, (10.166)

h - ток якоря при неноминальной нагрузке двигателя, А. 296

Коэффициент полезного действия машины постоянного тока: двигателя

Ti =l-2P/Pi, (10.167)

где Pi - потребляемая двигателем мощность, кВт; генератора

Лг = Р2/(Р2 + 2Р), (10.167а)

где Р2 - полезная мощность генератора, кВт:

Р2 = номМ0~; (10.1676)

здесь /=/2-/в.

Для расчета рабочих характеристик двигателя следует задаться рядом значений коэффициента нагрузки р, например 0,2; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25, и для каждого из них рассчитать требуемые параметры двигателя: частоту вращения п, потребляемый ток /, потребляемую мощность Pi, суммарные потери 2Р, полезную мощность Р2, момент на валу М2, КПД тд.

Частота вращения двигателя параллельного (независимого) возбуждения, об/мин,

п= бОаг ЕрЫФ,

2 - ном

-(/,2г + А{/щ).

Подводимая мощность, кВт,

Pi - аом 2 + Рэ,в .

Потребляемый ток при параллельном возбуждении. А,

/ = /2 + 110м/-в-

Суммарные потери 2Р определяют по (10.148) - (10.165). Момент на валу двигателя, Н-м,

M2 = 9,55P2-I0Vn;

здесь Р2 - полезная мощность двигателя, кВт:

P2 = Pi-2P.

(10.168) (10.169) (10.170) (10.171)

(10.172) (10.173)

Коэффициент полезного действия двигателя определяют по (10.167).

Результаты расчета заносят в таблицу, аналогичную табл. 10.24, а затем строят рабочие характеристики (см. рис. 10.43).

Свойства генератора постоянного тока определяют внешней характеристикой U=f{l2) при неизменной частоте вращения (п = = const).

Для расчета этой характеристики следует задаться рядом значений коэффициента нагрузки р, например 0,2; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25, и для каждого из них определить напряжение на выводах генератора, В,

f/ = £2-(/2 2/- + Af/), (10.174)

2 = 2Ном>

электродвижущая сила генератора, В,

10.14. УПРОЩЕННЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

(10.175) (10.176)

В основу упрощенного теплового расчета мащин постоянного тока положены сведения, изложенные в § 3.4. В настоящем параграфе приведены уточняющие положения расчета применительно к машине постоянного тока.

< Рнс. 10.34. Средние значения aj:

а -при р=2; б -при 2р-4

Обмотка якоря. Превышение температуры поверхности сердечника якоря над температурой воздуха внутри машины, °С,

Двдов2= -P W°P) + P , (10.177)

где аг - коэффициент теплоотдачи с поверхности сердечника якоря, Вт/(мм2-С), значения которого приведены на рис. 10.34.

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки якоря,

Ай Рэ2 (22 срг)

-изг -----

16.;,

(10.178)

здесь Пг - периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения паза якоря, мм:

при овальных полузакрытых пазах

П2 = 0,5л (dn2 + йЛ + 2/in2;

при прямоугольных открытых пазах

П2 = 2(6 , + /г,2);

(10.179) (10.180)

Яэкв - эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции обмотки из круглого провода (см. рис. 6.7), Вт/(мм2-С); А-экв - эквивалентный коэффициент теплопроводности пазовой изоляции и изоляции лобовых частей с учетом воздушных промежутков, Яэкв=16-10-5 Вт/(мм2-С); Сь2 - односторонняя толщина изоляции по ширине паза якоря, мм.

Для обмоток якоря из жестких секций первое слагаемое в скобках выражения (10.178) принимают равным нулю.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины при отсутствии аксиальных вентиляционных каналов в якоре.

2Я02 1в2 2

°с,

(10.181)

при наличии в сердечнике якоря аксиальных каналов значение Двл2, рассчитанное по (10.181), следует уменьшить в 2 раза.

Перепад температуры в изоляции лобовых частей обмотки якоря, °С,

Д0 РЭ2(2/л2/ср2)

из,л2

(10.182)

где Пл2 - периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения лобовой части одной катущки якоря, мм: для овальных полузакрытых пазов

Пл2 = 0,5 (1 4- n/2)(d 2 + d 2) + К; (10.183)

для прямоугольных открытых пазов

Пл2 2(6 , + /г; (10.184)

Сл2 - односторонняя толщина изоляции лобовой части обмотки якоря.

Для обмоток якоря из жестких секций первое слагаемое в скобках выражения (10.182) принимают равным нулю.

Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины, °С,

ДЭиэ2)+?(Авл2 + Авнз,л2 1. (10.185)

п0в2

ср2 /сра

Среднее превышение температуры воздуха внутри машины над температурой охлаждающей среды, С,

Двз = 2Я75 аз, (10.186)

где ЪР - сумма всех потерь, за исключением доли потерь в обмотках главных и добавочных полюсов, а также пазовой части компенсационной обмотки, передаваемая через наружную поверхность станины непосредственно в окружающую среду машины, Вт. Для машин защищенного исполнения IP22

SP = 2P-0,1(P + P, ,).

(10.187)

Условная поверхность охлаждения машины, мм,

S = nA(/2 + 2U. (10.188)

Среднее значение коэффициента ав, учитываюшего подогрев воздуха, определяют по рис. 10.35.

Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой охлаждающей среды, С,

Щ = Щ + Ав. (10.189)

Обмотка возбуждения. Превышение температуры наружной поверхности охлаждения многослойной катушки над температурой воздуха внутри машины, С,

%.b = 0,9PJ2pSa,. (10.190)

Условная поверхность охлаждения, мм.

(10.191)

где Пк,в - периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения катушки, мм. При определении Пк,в следует воспользо-

т 200 300 400 0,мм Рнс. 10.35. Средние значения в

Рис. 10.36, Поверхность охлаждения полюсной катушкн обмоткн возбуждения

ваться эскизом межполюсного окна, выполненным в масштабе (рис. 10.36). При этом поверхность катушки, прилегаюшая к сердечнику полюса, не учитывается; поверхность, прилегаюшая к изоляционным рамкам, учитывается с коэффициентом 0,3; поверхность в аксиальных каналах секционированных катушек учитывается с коэффициентом 0,5; наружная поверхность катушки учитывается полностью. Средние значения периметра катушки возбуждения представлены на рис. 10.37.

Коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности охлаждения катушки возбуждения ai определяют по рис. 10.38.

Перепад температуры в изоляции катушки, °С,

Ав = 0,9

из.к,в

f3,b

(10.192)

где Ьк,ш и Ьиз.ш-ширина катушки и односторонняя толщина наружной изоляции катушки, мм.

Для катушек без наружной изоляции Ьиз,ш = 0. Для-катушек из провода прямоугольного сечения первое слагаемое в скобках равно нулю. При круглых обмоточных проводах и пропитке катушек лаком Язкв принимают по рис. 6.7, если же катушки компаундирова-то Я, принятое по рис. 6.7, увеличивают в 2 раза. Коэффициент Яэкв = 16 10-5 Вт/(мм2- С).

Рис. 10.37. Средние значения Пк.в:

/ - сплошные катушки при 2р=2; 2 -то же, при 2р=4; 3 - секционированные катушкн при 2р = 4

200 т 400 D mm

во 90 100 110 120 0,мм

400 0, мм

Рис. 10.38. Средние значения аг.

а - при 2р=2; б - при 2р-4

Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой воздуха внутри машины, °С,

Двк,в = Двк.в + Дв из,к,в. (10.193)

Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой охлаждающей среды, °С,

Дво.в = Двк,в + Двв, (10.194)

где Двв определяют по (10.186).

Если плотность тока в стабилизирующей обмотке не превышает плотности тока в обмотке добавочных полюсов, то тепловой расчет стабилизирующей обмотки можно не проводить.

Обмотка добавочных полюсов. Превышение температуры наружной поверхности катушки добавочного полюса над температурой воздуха внутри машины, °С,

Двк,д = 0,9Рз,д/2;г7 5 аь (10.195)