Размеры зубцов, пазов, проводов и электрические параметры якоря - Расчет электродвигателей малой мощности
В машинах постоянного тока малой мощности применяются почти исключительно полузакрытые пазы якоря круглой, овальной, трапецеидальной и прямоугольной формы.
На рис. 2.4.1 представлены наиболее часто встречающиеся формы пазов якоря этих машин. Круглая форма пазов упрощает и удешевляет изготовление штампа для якоря, что снижает стоимость изготовления машины.
Обмотки якорей электродвигателей постоянного тока малой мощности выполняются преимущественно из круглого медного обмоточного провода с изоляцией марок ПЭЛ, ПЭТ, ПЭВ-2, ПЭТВ, ПЭФ-2, ПЭЛШО и ПЭЛШКО.
Рис.2.4.1 Формы пазов якоря: а) круглый; б) трапецеидальный
Перечисленные марки проводов расшифровываются следующим образом:
ПЭЛ - провод эмалированный лакостойкий;
ПЭТ - провод эмалированный лакостойкий с повышенной теплостойкостью;
ПЭВ-2 - провод, изолированный высокопрочной эмалью в два слоя;
ПЭЛШО - провод, изолированный лакостойкой эмалью и одним слоем обмотки из натурального шелка;
ПЭЛШКО - провод, изолированный лакостойкой эмалью и одним слоем из шелка капрон;
ПБД - провод, изолированный двумя слоями обмотки из хлопчатобумажной пряжки
ПЭТВ - провод эмалированный лакостойкий с высокой теплостойкостью;
ПЭФ-2 - провод, изолированный фторопластовой эмалью в два слоя;
ПЭТКСОТ - провод эмалированный теплостойкий со стекловолокном в один слой.
Провода марок ПЭТВ, ПЭФ-2 и ПЭТКСОТ принадлежат к категории теплостойких обмоточных проводов, допускающих длительно температуру нагрева до 180?200? С. Эти провода применяются в теплостойких малогабаритных электрических машинах специального назначения.
Провода марок ПЭЛ, ПЭТ, ПЭВ-2 обеспечивают высокий коэффициент заполнения паза, но не всегда достаточно надежны в отношениях изоляции, в особенности при относительно высоких напряжениях машины. Провода марок ПЭЛШО и ПЭЛШКО дают достаточно высокий коэффициент заполнения паза и надежны в отношении изоляции. При напряжениях машины 6-12 В можно ограничиться проводами марок ПЭЛ и ПЭТ, при напряжениях 12-30 В--проводами марок ПЭЛ, ПЭТ и ПЭВ-2 и при напряжениях 110 В и выше--проводами марок ПЭЛШО, ПЭЛШКО или ПБД.
В электродвигателях постоянного тока малой мощности допустимая плотность тока в обмотке якоря выбирается в зависимости от режима работы, типа исполнения и условий охлаждения и применения машины.
Как известно, тепловой режим машины постоянного тока в основном определяется величиной произведения линейной нагрузки якоря на плотность тока в его обмотке AS-ja и условиями теплоотдачи.
При допустимой плотности тока ja в обмотке якоря для данного режима работы и условий применения машины наибольшее превышение температуры якоря над температурой окружающей среды в этом случае не будет превосходить допустимого значения.
Для установления условий выбора этой плотности тока при различных режимах работы можно воспользоваться известными из теории кривыми нагревания во времени якоря машины.
Если воспользоваться известными уравнениями теории нагревания и охлаждения электрических машин, то для удельной тепловой загрузки наружной цилиндрической поверхности пакета якоря можно получить следующие соотношения:
При продолжительном режиме работы машины
Вт/м2, (2.4.1)
Где - предельно допустимое превышение температуры якоря над температурой окружающей среды;
-окружная скорость якоря м/сек;
В случае закрытого исполнения машины без вентилятора:
Вт/м? при. (2.4.2)
Если учесть предельные превышения температуры якоря, то для определения средней допустимой плотности тока в обмотке якоря обычных малых машин получаются следующие соотношения:
При
До 5000 об/мин А/м2
От 5000 до 10 000 об/мин А/м2 (2.4.3)
При
До 5000 об/мин А/м2
От 5000 до 10 000 об/мин А/м2 (2.4.4)
Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря двухполюсных электродвигателей малой мощности можно выбирать также по кривым (рис. 2.4.2) в зависимости от полезного вращающего момента [1].
Момент на валу электродвигателя определяется по уравнению
Н-м. (2.4.5)
Предварительно сечение провода обмотки якоря
м?. (2.4.6)
Сечение и диаметр провода окончательно выбираются по ближайшим большим данным из приложения 1
Где - диаметры проводов без изоляции и с изоляцией.
Окончательная плотность тока в проводнике обмотки якоря
А/м2. (2.4.7)
Рис.2.4.2 Кривые допустимых плотностей тока в обмотке якоря двухполюсных машин постоянного тока малой мощности в зависимости от вращающего момента при продолжительном режиме работы и закрытом исполнении.
Площадь паза, занимаемая изолированными проводниками,
М2, (2.4.8)
Где f0 =0,70 ? 0,74 -- технологический коэффициент, учитывающий неплотности укладки проводников в пазы.
Площадь паза, занимаемая пазовой изоляцией
М2 (2.4.9)
Где м -- толщина пазовой изоляции из кабельной бумаги, лакированной ткани или электрокартона, выбираемая в зависимости от напряжения машины:
м при напряжении 6 -- 12 В;
м при напряжении 12 -- 30 В;
М при напряжении 110 -- 220 В.
,м -- периметр паза.
Площадь паза, занимаемая клином,
м2, (2.4.10)
Где можно принять ширину клина
м (2.4.11)
И его высоту
м (2.4.12)
Общая требуемая площадь паза
м2, (2.4.13)
В практике расчета машин малой мощности большей частью пользуются понятием коэффициента заполнения паза изолированным проводом в виде отношения
, (2.4.14)
Где, м2 -- площадь поперечного сечения провода с изоляцией.
Величина коэффициента составляет
В случае круглой формы диаметр паза якоря (см. рис. 2.4.1а)
м, (2.4.15)
Рис. 2.4.3 Определение размеров паза якоря
В случае овальной или трапецеидальной формы паза с одинаковой толщиной зубца по высоте (см. рис. 2.4.1,б) для определения ширины и высоты паза удобнее прежде всего рассчитать минимальную толщину зубца:
, (2.4.16)
Где Тл
При этом по соображениям механической прочности толщина зубца не должна быть менее 1 мм. Затем вычерчивается в увеличенном масштабе, часть окружности якоря с зубовым шагом t1 и наносится толщина относительно осей двух соседних зубцов (рис.2.4.3). После этого выбирается соответствующая высота паза, исходя из требуемой площади его и определяются bП1, bП2, hа.
При выборе следует иметь в виду необходимую высоту сердечника якоря в отношении допустимой индукции и механической прочности. Вообще, согласно опыту построенных машин малой мощности, высота сердечника якоря составляет
.м, (2.4.17)
Диаметр вала
Ширина прорези паза (рис. 2.4.1)
, (2.4.18)
Где большие значения коэффициента перед относятся к более тонким проводам.
Высота коронки:
М
Зубцовые шаги по вершинам, серединам и основаниям зубцов якоря с круглым пазом:
м, (2.4.19)
м, (2.4.20)
м, (2.4.21)
Где высота паза
м; (2.4.22)
Размеры зубца:
м, (2.4.23)
м, (2.4.24)
, м (2.4.25)
Размеры трапецеидального паза можно вычислить:
, (2.4.26)
, где, , (2.4.27)
. (2.4.28)
Проверка максимальной индукции в минимальном сечении зубца
Тл, (2.4.29)
Где -- коэффициент, учитывающий лаковую изоляцию между листами пакета якоря.
Максимальная индукция в зубцах якоря электродвигателей постоянного тока малой мощности продолжительного (длительного) режима по технологическим условиям обычно получается в пределах 1,3?1,5 Тл. В отдельных случаях возможно некоторое превышение этих значений. Эскизы пазов якоря с укладкой обмотки даны на рис. 2.4.4.
Рис. 2.4.4 Укладка проводов обмотки якоря в круглый (а) и овальный (б) пазы: 1 -- клин; 2 -- обмотка; 3 --пазовая изоляция
Средняя длина проводника обмотки якоря.
При
, м, (2.4.30)
При
, м (2.4.31)
Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии при расчетной температуре 0С
Ом, (2.4.32)
Где Ом-м -- удельное электрическое сопротивление меди при 0С, -- коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления обмотки при нагревании ее от 0С до 0С.
Падение напряжения в обмотке якоря при полной нагрузке.
В, (2.4.33)
Падение напряжения в обмотке якоря электродвигателей малой мощности составляет примерно 10?20% от номинального напряжения машины.
Похожие статьи
-
Обмотки якоря - Расчет электродвигателей малой мощности
В электродвигателях постоянного тока малой мощности при двухполюсном исполнении применяется простая петлевая обмотка, а при четырехполюсном - простая...
-
Статор, пазы, обмотка и ее электрические параметры. - Расчет электродвигателей малой мощности
В асинхронных электродвигателях с неявнополюсным статором применяются как однослойные, так и двухслойные петлевые обмотки статора. Однако наибольшее...
-
Задание на расчет 1) Исходные данные : - мощность на валу - P2 , Bт; - напряжение сети - U, B; - частота вращения - n, об / мин; - возбуждение -...
-
Обмотка статор якорь электродвигатель Задание на расчет 1) Исходные данные: - Число фаз статора - m1; - Мощность на валу - P2, Вт; - Напряжение сети -...
-
Эквивалентные активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура и короткозамкнутой обмотки ротора при неподвижном состоянии последнего имеют...
-
Введение - Расчет электродвигателей малой мощности
Проектирование электрической машины состоит из расчета и конструирования. Расчет машины в общем представляет собой математическую неопределенную задачу...
-
Ток холостого хода электродвигателя - Расчет электродвигателей малой мощности
Реактивная составляющая тока холостого хода асинхронного двигателя: А. (1.6.1) Для определения активной составляющей тока холостого тока асинхронного...
-
Выбор сечений проводов, Выбор сечений проводов для варианта I - Районная электрическая сеть
Выбор сечений проводов для варианта I Экономический выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи проводится по экономической плотности тока J...
-
Механическая характеристика - зависимость электромагнитного момента от скольжения рассчитывается по формуле: Нм, (1.9.1) Изменяя от 0 до 1,0 через 0,1 и...
-
Ротор с беличьей клеткой и ее электрические параметры. - Расчет электродвигателей малой мощности
Токи стержня Iст и короткозамыкающих колец Iк ротора с беличьей клеткой определяются по формулам: А, (1.4.1) А, (1.4.2) Где коэффициент для трехфазных...
-
Выбор числа и мощностей силовых трансформаторов - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Выбрать число и мощность трансформаторов для схем электроснабжения района, представленных на рис. 1.4, рис. 1.6, рис.1.7 и рис. 1.8, с исходными данными...
-
Выбор сечения проводов ЛЭП - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Выбрать сечения проводов сети, приведенной на рис. 1.4 с исходными данными из табл. 1.12. Определяем рабочие токи участков сети. Для участка 0-1:...
-
Электрический расчет - Районная электрическая сеть
Электрический расчет предлагается проводить для случая, когда известна максимальная нагрузка на шинах НН. Расчет режимов выполняется методом...
-
Провести проверку сети, приведенной на рис. 1.4, с исходными расчетными данными из табл. 1.12 по потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах....
-
Главным параметром трансформатора является его мощность. Различают электромагнитную, полезную, расчетную и типовую мощности трансформатора....
-
Условие задачи - Расчет электрической цепи
Два электродвигателя переменного тока подключены параллельно к цепи с напряжением U2 И работают с низким коэффициентом мощности cos1. Измерительные...
-
Выбор единичной мощности агрегатов К основному электрическому оборудованию электростанций относятся генераторы и трансформаторы. Количество агрегатов и...
-
Выбор мощности и числа трансформаторов подстанции Мощность и число трансформаторов понижающих подстанций выбирают по расчетной мощности на шинах низшего...
-
Задание № 6 - Расчет усилительного каскада и однофазного трансформатора
Расчет однофазного трансформатора с учетом частоты напряжения сети Исходные данные: Вариант Г P2, Вт 120 U1, Ом 120 U2, Ом 3,6 КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ...
-
Задачей данного раздела курсового проекта является определение потоков мощности по линиям выбранного варианта электрической сети и напряжений на шинах...
-
Основным, но не единственным источником реактивной мощности в системе являются генераторы электростанции. Располагаемая реактивная мощность...
-
Выбор типа подстанций, числа и мощности силовых трансформаторов - Расчет токов короткого замыкания
В настоящее время наибольшее применение находят комплектные трансформаторные подстанции, что значительно снижает сроки монтажа и улучшает условия...
-
Решение задачи - Расчет электрической цепи
А. Найдем активное сопротивление каждого электродвигателя, исходя из того, что активная мощность равна произведению активного сопротивления на квадрат...
-
При сооружении линий в районах с толщиной стенки гололеда менее 20 мм целесообразно применение сталеалюминевых проводов облегченной конструкции (АСО)....
-
Баланс активной и реактивной мощностей - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Нагрузка электроснабжение потребитель трансформатор Определить нагрузки подстанций при следующих исходных данных: Таблица 1.3 - Исходные расчетные данные...
-
Составление схемы замещения и определение ее параметров Расчет токов короткого замыкания производится для выбора и проверки электрического оборудования,...
-
Расчет токов и баланса мощностей электрической цепи
Задание 1. Найти искомые токи с помощью 1-го и 2-го законов Кирхгофа. 2. Найти эти же токи, пользуясь методом контурных токов. 3. Проверить правильность...
-
Расчет электрических нагрузок подстанции По результатам ежегодных замеров определяется максимальные и минимальные значения тока для каждой из линий. Для...
-
Выбор числа и мощности трансформаторов - Районная электрическая сеть
При проектировании электрических сетей на подстанциях всех категорий рекомендуется применять не более двух трехфазных трансформаторов. При определении...
-
Питающая линия от ЗРУ-10 кВ районной подстанции до последней опоры у предприятия выполняется ВЛ, а от последней опоры до цеховой подстанции кабельной...
-
Целью данного раздела является уточнение баланса активной и реактивной мощностей в сети с учетом уточненных значений потерь активной и реактивной...
-
Электрический расчет режимов сети - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Рассчитать режим сети для максимальных, минимальных нагрузок и в послеаварийном режимах. Напряжение на шинах РЭС при наибольших нагрузках и в...
-
Задание №1 - Расчет усилительного каскада и однофазного трансформатора
Расчет однотактного каскада усилителя мощности Исходные данные: Вариант Д Pвых, Вт 2 Rн, Ом 16 Fн-fв, Гц 4 Fн, Гц 16 Mн 1,1 Еп, В 5 На рис. 1.1 приведена...
-
I1 - I2 + I3 = 0 0,9 + j0,1 - (1,5 + j0,6) + 0,6 + j0,5 = 0 I1R1 + j(I1XL1) - j(I1XС1) + I2R2 - j(I2XС2) = E 16,668+ j2,808 + 1,404 +j8,334 + 1,56+ j9,27...
-
Компенсация реактивной мощности - Расчет токов короткого замыкания
Имеет большое народно-хозяйственное значение, т. к. позволяет снизить потери мощности и напряжения питающих линий. Для повышения коофициента мощности...
-
Выбор главной схемы электрических соединений подстанции - Расчет трансформаторной подстанции
При выборе главной схемы электрических соединений подстанции необходимо учитывать ее расчетную мощность, категории потребителей электроэнергии,...
-
Продолжительный режим - это режим в котором электрические машины могут работать длительное время, и превышение температуры отдельных частей машины не...
-
Выбор сечений проводов для варианта II - Районная электрическая сеть
Проведя расчеты как для первого варианта сведем результаты в таблицу 11. Таблица 11 - Данные по выбору проводов для варианта II № N L , км P Н, MBт Q Н,...
-
Диаметр барометрического конденсатора dБк DБк=(4*w3 /(с*р*v))0,5, (5.2) Где с - плотность паров, кг/куб. м; v - скорость паров, м/с. При остаточном...
-
Приведенные затраты - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Выбор рационального варианта сети производится на основании технико-экономических расчетов и сопоставления конкурентоспособных вариантов по минимуму...
Размеры зубцов, пазов, проводов и электрические параметры якоря - Расчет электродвигателей малой мощности