где /г=3,8 мм; Лиз,пр= 1,5--2-0,2+1,5=3,4 мм.

9.4. Общая высота катушек и вентиляционного канала главного полюса

Лг,п = 50,4+ 7,2 = 57,6 мм.

9.5. Площадь, занимаемая непосредственно в межполюсном окне двумя частями (секциями) катушки возбуждения, включая все прокладки и вентиляционный зазор 8 мм,

Qkb = 6к,в Vb = 39,4-50,4 = 1985 мм .

2MV.°f50b об/м1нТ ° °° ° ° ° (75 кВт.

9.6. Ширина полюсной катушки добавочного полюса из неизолированной меди прямоугольного сечения

Ьк,Д = Ьд+8 = 18,0+ 3 = 21,0 мм, где Вз = 3 мм (см. п. 8.5).

9.7. Высота катушкн добавочного полюса из неизолированной меди (10.110) Чд = *рГк,д/г + 0.3(шк,д - 3)] + 2 = 1,05(13-5,1 +0.3(13 -3)1 + 2=75 мм. 314

9.8. На рис. 10.42 показан эскиз междуполюсного окна. При этом площадь, занимаемая полюсной катушкой возбуждения из двух секций, включая вентиляционный зазор 8 мм, составляет Qk,b=1985 мм а компоновка этих секций такова, что минимальный воздушный промежуток между выступающими краями главных и добавочных полюсов, а также между краями полюсных катушек и внутренней поверхностью станины составляет 8 мм (см. §10.10).

10. Щетки и коллектор

10.1. Расчетная ширина щетки (10.131)

8,к н.з £)

= 0.70-71

- 7 4 + 0,25 --j =8.3 мм;

здесь Аз,к=0,70 (см. табл. 10.21); <к=7 мм; *н,з=т-6р=202-131=71 мм; ек=0,25.

По табл. 10.21 принимаем стандартную ширину щетки 6m=20 мм.

10.2. Число перекрываемых щеткой коллекторных делений (10.133)

? = 6ш/<к = 20/7 = 2,85,

что находится в пределах рекомендуемых значений для простой волновой обмотки якоря

10.3. Контактная площадь всех щеток (10.134)

2S, = 2/

ш --аномДщ = 2-375/0,11 = 6818 мм

где Дщ принимаем по табл. 2.2: для электрографитированных щеток марки ЭГ14 Дщ=0.11 А/мм2.

20.4. Контактная площадь щеток одного бракета (10.235)

5щ,б = 25щ/2р = 6818/4 = 1704 мм.

10.5. Требуемая длина щетки (10.136)

щ = W*m = 7°/20 = 85 мм.

принимаем на одном бракете по пять щеток (Лщ,б=5). Длина одной щетки / ,=25 мм.

10.6. Плотность тока под щеткой (10.138)

Дщ = 2 омШщ,бЬщ1щ-2р = 2.375/5-20-25-4 = 0.075 А/мм ,

что не превышает рекомендуемого значения Дщ=0,11 А/мм.

10.7. Активная длина коллектора прн шахматном расположении щеток (10.139)

1и = Лщ.б Иш + 8) + 10 = 5 (25 + 8) + 10 = 170 мм.

10.8. Ширина коллекторной пластины (10.140)

6к = к - 6и8= 7 -0,8 = 6,2 мм.

толщина изоляционной прокладки 61,3=0,8 мм. . Расчет коммутации 11.1. Окружная скорость якоря

2 = лО2П-10-/60 = я.258-1500-10-/60 = 20,26 м/с.

11.2. Приведенный коэффициент проводимости пазового рассеяния якоря при прямоугольных пазах (10.143)

Л /л2 , 2,5-108

= 0,6

Я =0,6 31,

Wc2 h Vi 2,5-108

= 3,28.

П,6 258 1-258-375-102-20,26 2 11.3. Реактивная ЭДС (10.141)

= 2е;с2 /г ггЯ -10-5 = 2 -1 - 258 375 -10-2 - 20,26 - 3,28 -10-5 = 1,28 В.

При максимальной частоте вращения Пш ;,=2200 об/мин (У2ша;.=29,56 м/с) реактивная ЭДС та;. = 1,28-(29,56/20,26) = 1,86 В, что не превышает допустимого предельного значения (5 В).

12. Потери и КПД

12.1. Масса зубцового слоя якоря (10.151)

02 = 7,8- 10-6Zj6,2cp ftz2 h к = 7,8-10-6.27-14,5-31,1-258-0,95 = 23,3 кг.

12.2. Масса стали спинки якоря (10.153)

С2 = 7.8-10- {(я/4) - 2hJ - Dl - 4, ] ] 1 =

= 7,8-10-6 {(я/4) [(258-2-31,1)2-802- 182.18]}-258-0,95 = 40,9

12.3. Магнитные потери в сердечнике якоря (10.149)

м2 = 2-S/i.o/so ( 4/50) (Sp G2 + Gez) = 4,02 (1,642-23,3 +1,112-40,9) =

= 459 Вт,

где f2=pn/60=2-1500/60=50 Гц; Bi,o/5o = 1.75 Вт/ш-; р = 1,4; по рис. 10.32 принимаем

, 2,3Pi o/5o(y50)i4-4.02 Вт/кг.

12.4. Электрические потери в обмотке возбуждения (10.158)

э,в = в/в = 220/46 = 1052 Вт.

12.5. Электродвижущая сила якоря при номинальной нагрузке двигателя (10.157)

piV, 2-162

Ф1ном =

-0,0256-1500 = 207,4 В.

60а, 60-1

12.6. Уточненное значение тока якоря при номинальной нагрузке (10.155) /2н0м = (f/ном - £2ном - Д{/ш)/2г = (220 - 207.4 - 2,5) /0,027 = 374,1 А;

S)- = /-2 + с + д = 0,0166 + 0,0096 + 0.0019 = 0,027 Ом;

Af/n,= 2,5 В (см. табл. 2.2 для щеток ЭГ14).

12.7. Электрические потери в обмотке якоря (10.154)

Э2 = 2иом 2 = 374,12.0,0166 = 2320 Вт.

12.8. Электрические потери в обмотках статора, включенных последовательно с обмоткой якоря (10.159),

э,п1 = 4ом ( + ) = 374,12 (0,0096 + 0,0019) = 1610 Вт.

12.9. Электрические потери в переходном щеточном контакте (10.160)

Рэ,ш = Af/щ /2ном = 2,5.374,1 = 935 Вт.

12.10. Потери на трение щеток о коллектор (10.162)

Рт ,щ = О ,-525,4 L-K = 0,5 - 62,5 -14,3 = 441 Вт, где окружная скорость на коллекторе г; =яС Пном/60-10-з=я-180-1500/60-10-= = 14,13 м/с.

12.11. Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию (рис. 10.33) Рт,п,в= =600 Вт.

Рис. 10.43. Рабочие характеристики двигателя поЪтояниого тока

(75 кВт, 220 В, 1500 об/ мин)

Р2,кЕг

12.12. Суммарные механические потери (10.161)

Рмех = Рт.щ + Ят.п.в = 441 + 600 = 1041 Вт.

12.13. Добавочные потери (10.163)

доб = 0.01ом/%ом-10 ~ = 0.01 -75/0.89- Ю-з = 843 Вт.

12.14. Суммарные потери в двигателе (10.148)

2Р = (Рм2 + Рэ2 + Ра.в + Рэ,п1 + Рэ.щ + Рмех + /доб) Ю-з = = (459 + 2320+ 1052+ 1610 + 935+ 1041 + 843). 10-= 8,26 кВт.

12.15. Коэффициент полезного действия двигателя при номинальной нагрузке (10.167)

Tj ом = 1 - 2P/Pi = 1 - 8,26/83,35 = 0,90,

где Pi=(/ном (h ном-Ь/в) -10-=220 (374,1 -Ь4,78) -10-=83,35 кВт.

13. Рабочие характеристики двигателя

Расчет рабочих характеристик двигателя приведен в табл. 10.24. По данным этой таблицы построены рабочие характеристики (рис. 10.43).

14. Тепловой расчет

14.1. Превышение температуры поверхности сердечника якоря над температурой воздуха внутри машины (10.177)

Рз2 (2г. сР2) + Рм2

ДвпОВ2 -

2320 (2-258/1092) +459 (яОз + Пк2 кг)/2а2 ~ (Я-258+18-18)-258-9-10-

где а2=9-10-5 Вт/(мм2-°С) (см. рис. 10.34).

= 59,9 С,

14.2. Периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения паза якоря (10.180)

Пг = 2 (6п2 + М = 2 (11,6 + 31,1) = 85,4 М.М.

14.3. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки якоря (10.178)

РэЛиПст) 2320 (2-258/1092) 1,7

27-85,4-258 16-10-

Ави32 -

= 19,3С.

гПг/г экв

14.4. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмоткн якоря на, температурой воздуха внутри .машины (10.181)

Рэ2(2гл2 срг) 2320 (2-258/1092) 2-2nD2?j,2a2

= 41 С.

2-2Я-258.91-9-10-5 14.5. Перепад температуры в изоляции лобовых частей обмотки (10.182) Яэ2 (2гл2 сР2) Сл2 2320 (2-258/1092) 1

ДвцЗ,л2 =

2-27-85,4-288 16-10-5

= 5,0°С.

где Пл2 П2=85,4 мм.

14.6. Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины (10.185)

Двг = -

/ср2

2-258 ~ 1092

(Двпова + Двиэг)

<ср2

(Двл2 +Двпз.лг) =

(59,9 + 19.3)

2-288 1092

(41+5,0) = 61,7 С.

14.7. Сумма потерь 2Я = 2Р-0,1 (Рэ.е + Яэ.ш) =8380-0,1 (1052-И729) -=8102 Вт.

14.8. Условная поверхность охлаждения машины (10.188)

SM = nDi(;j + 2/b2) =п:-485(258 + 2-91) = 670,0-10 мм .

14.9. Среднее превышение температуры воздуха внутри машины над температурой охлаждающей среды (10.186)

Двв = IP/Sm ав = 8102/670.0 10-110 -10- = 11.0 С, гдеа,= 110-10- Вт/(мм2.С) (см. рис. 10.35).

14.10. Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой охлаждающей среды (10.189)

Дв2 = Дв2 + Дв = 61.7+ 11.0 = 72.7С.

14.11. Условная поверхность охлаждения полюсной катушки возбуждения (10.191)

Sk,b = /ср.кПк.в = 802-106 = 85012 мм , где П ,в=106 мм (см. рис. 10.37).

14.12. Превышение температуры наружной поверхности охлаждения многослойной катушки главного полюса над температурой воздуха внутри машины (10.190)

Двк,в = 0.9Рэ.в/2р5 ,ва1 = 0,9-1052/(4-85012-6-10-5) = 46,4 С. где 1 = 6-10-5 Вт/(мм2.°С) (см. рис. 10.38,6).

14.13. Перепад температуры в изоляции полюсной катушки главного полю-ч,са (10.192)

Двн8,к,в =0,9-

:0,9

1052

4-85012 16-10-*

= 3.5 С.

2р5к,в экв

14.14. Среднее превышение температуры катушки главного полюса над температурой внутри машины (10.193)

Двк,в = Дв ,в + Двиз,к,в = 46.4 + 3.5 = 49,9 С.

14.15. Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой охлаждающей среды (10.194)

Дврз = Дв в + Де = 49.9 + 11 = 60.9 С.

14.16. Условная поверхность охлаждения однослойной катушки добавочного полюса (10.197)

5д = /ср.к (а-д а + 0,66) = 700 (13 - 5,1 + 0,6 -18) = 54 -10 ммг. где /ср,к=700 мм.

14.17; Электрические потери в добавочном полюсе

Рэ,л = 4ом Лд/Яд = 374.12-0.0096/1 = 1344 Вт.

14.18. Превышение температуры наружной поверхности добавочного полюса над температурой воздуха внутри машины (10.195)

Дв , д = 0, 9Рэ.д/2р5д tti = 0,9 -1344/4 54 -10 - 6 -10-S = 93 °С.

14.19. Среднее превышение температуры обмотки добавочного полюса над температурой охлаждающей среды (10.204)

Двд = Дв ,д + Двв = 93 + 11 = 104 °С.

14.20. Превышение температуры наружной поверхности коллектора над температурой воздуха внутри машины (10.217)

Двкол =

+ Рт.и

Зкол кол

937 + 441 96-10-22-10-5

: 65.2 С.