Рассмотрим последовательное и параллельное соединение гидравлических сопротивлений
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

а) Последовательное.

               

 

Напор:

                      

б) Параллельное.

 

            56.Расчет вентилятора центробежного типа.

 

Вентилятор обеспечивает наибольшее напряжение,

при расчете вентилятора необходимо определить ширину лопаток в внутреннем

диаметре D1, при известном диаметре лопаток D2.

 

            в

 

D2  D1

 

                                               

 

Основные характеристики вентилятора:

а. статический напор;

б. максимальный расход воздуха.

 

1. H0=ρηв(V22-V12);

V2=πD2n /60 ;         окружные скорости соответствующие диаметру;

     V1= πD1n /60;

 

      ρ-плотность среды, прокачиваемой вентилятором;

      ηв – аэродинамический КПД вентилятора;

      n- частота вращения.

 

2. Qmax= k0V2S2 =k0 V2 πD2b*(0.92);

      

     S2-омываемая поверхность= πD2b;

 

                       

 

     H= H0*(1- Q2/ Qmax2)= H0- Zв* Q2 ;

       

     Zв= H0/ Qmax2 ;

                             

     ηв=HQ/Pэ;

 

   Pэ- потребляемая вентилятором общая мощность;

 

Перед расчетом вентилятора будем иметь: D2, Q, H

Определить: D1, b, N-число лопаток

Расчет ведется из условия обеспечения максимального КПД

 

1. Выбор D2:

D2 можно получить, приняв:

D2= Dкв-∆;

 

Dкв-внутренний диаметр корпуса;

∆- допуск=0,1-0,2 мм на сторону.

 

2. Расчет b:

 

Из условия Qопт=0,5 Qmax=0,5 k0 V2 πD2b*(0.92);

 

B= Qmax / 0,5 k0 V2 πD2*(0.92).   

 

3. Расчет D1.

 

 Из условия: H= Zэ Qопт2= H0(1- Qопт2/ Qmax2 )=H0(1-(0.5 Qmax / Qmax)2 )= H0*0.75;

          

H0=ρηв(V22-V12) = Zэ Qопт2/0.75;

 

V22-V12= Zэ Qопт2/0.75* ρηв ;

 

V1=V V22- Zэ Qопт2/0.75* ρηв;

 

V1= πD1n/60;

    

D1=60 V1/πn.

 

4. Выбор количества лопаток:

 

N=(6…10)D2\D2-D1; (берется четное количество лопаток,

                                        для уменьшения гидравлического шума);

 

Аэродинамический КПД вентилятора зависит от конструкции лопаток (от их наклона).

для лопаток с наклоном против вращения ηв=0,5;

для радиальных лопаток ηв=0,6;

для лопаток с наклоном вперед ηв=0,75.

 

K0 тоже зависит от наклона лопаток:

 

K01=0,35;

K02=0,42;

  K03=0,5.

 

В зависимости от параметров вентилятора может или складываться с напором воздуха и усиливать его, или быть направленным встречно ему и ослаблять его,

 уменьшая тем самым расход воздуха через вентилятор.

Чтобы напор вентилятора помогал встречному напору воздуха, необходимо так сконструировать вентилятор, чтобы его Qmax был бы больше номинального

расхода воздуха при продуве.

 

              57. Конструкции деталей и узлов машин с самовентиляцией

                                и продувом.

 

 

Такие машины всегда имеют встроенный вентилятор центробежного типа.

Он протягивает холодный воздух через машину.

Самовентиляция используется в машинах небольшой мощности, но

длительного режима работы.

 

 

Недостатки: уменьшение расхода воздуха с высотой,

                 ЭМ с самовентиляцией ставят в герметичные отсеки, где

                  давление постоянно.

 

Корпус ЭМ делается ребристым или поверх ребер напрессовывается

 железный кожух.

 

58. Конструкция ЭМ с продувом.

 

Применяются 2 варианта схем охлаждения:

1) Схема с неорганизованным выбросом продуваемого воздуха (рис.1);

2) Схема с организованным выбросом продуваемого воздуха (рис.2).

 

 

Рис.1                                                              Рис.2

 

 

В первой схеме входящий воздух проходит через машину и выбрасывается в подкапотное пространство, .

Во второй схеме продуваемый воздух, отобрав тепло в машине, выбрасывается по специальному патрубку наружу.

Разность скоростей  АО второй схеме меньше, чем в первой, это приводит к уменьшению потерь на продув. Это снижает расход топлива на ЛА(рис.3).      

 

Рис.3

 

Воздух продувается через патрубок, потом разветвляется, идет в подвозбудитель и основной генератор, затем оба потока сливаются вместе и выбрасываются в подкапотное пространство.

В начале при разработке систем продува, первые генераторы охлаждались в поперечном направлении (через щеточно-коллекторный узел). Из электрической машины выносилась вся щеточная пыль. С повышением мощности ЭМ потребовалось охлаждать обмотки. В связи с этим перешли к продольному продуву.

 

59. Продув с самовентиляцией

 

Продув эффективен на высоте в полете. А для проверки ЭЛА требуется
запускать ЭМ на земле. Чтобы было возможно использовать ЭМ на земле, в
них встраивают вентиляторы. При вентиляционном расчете таких ЭМ нужно
учитывать гидродинамическое сопротивление самих вентиляторов.

Установка встроенных вентиляторов позволяет снимать на земле .

Рис.4

Часть потока проходит через щетки, другая через аксиальные каналы ротора и выбрасывается через отверстия корпуса. Для предотвращения попадания посторонних предметов во внутреннюю полость ЭМ, такая же сетка ставится во входные и выходные патрубки.

 

 

60. Конструкции роторов ЭМ.

 

Ротор – это вращающаяся часть ЭМ, узел, элементы которого несут наибольшие механические нагрузки. Центробежные силы действующие на ротор массой m, расположенный на расстоянии R.

 

;

где

 - масса вращающихся частей, (кг);

- угловая скорость, (1/с);

 - расстояние от оси вращения до оси центра масс, (м);

- частота вращения, (об/мин).

 

При вычислении центробежных сил используют термин “перегрузка” ( ):

 

 ;

 

где   – сила тяжести.

 

Зависимость величины перегрузки от радиуса =f( ).

 

х106

 

 

                                                             n=24000 об/мин

10                                                                                

                                                             n=12000 об/мин

8                                                                                  

                                                                          

6                                                           n=8000 об/мин

 

4                                                           n=6000 об/мин

2

 

      0,02 0,04 0,06 0,08 0,1                , м

 

 

К конструкции ротора предъявляются следующие требования:

1) монолитность всех обмоток для уменьшения теплоотвода;

2) обеспечение стабильности балансировки, что достигается пропиткой обмоток для их монолитности;

3) возможность осуществлять динамические балансировки;

4) критические частоты вращения должны быть выше рабочего диапазона частот вращения, что бы не было резонанса;

5) применяемая изоляция должна обеспечивать работу машины во всех температурных и климатических условиях.

 

 

Согласно ГОСТ 2-1415-68 ротор ЭМ вычерчивается следующим образом:

 

Рис.5

 

Для ЭМ большой мощности (P=800кВт):

 

Рис.6

 

 

 

Рис.7

 

 

Рис.8

 

 

 

Рис.9

 

 

Рис.10

 

 

Рис.11

 

 

61. Конструктивные особенности деталей и узлов ЭМ

с продувом и самовентиляцией.

 

Конструирование осевых каналов для продува.

Пазы для охлаждения пакета статора изготавливаются фрезеровкой;

        

1. осевые каналы статора                   2. осевые каналы ротора

     
 

 


Пазы, каналы и центральные отверстия ротора под вал вырубаются одновременно. При вырубке каналов в пакете ротора расходуется много дорогостоящей электротехнической стали. Для посадки пакетов используют специальные ребристые втулки (рис.62 РМ).

 

    а) для фиксации пакета на ребристой втулке в осевом направлении на втулку ставят распорное кольцо, оно предотвращает сползание пакета вдоль оси;

    б) для предотвращения проворачивания пакета на втулке в ребрах втулки сверлят отверстия и забивают штифты;

    в) для предотвращения проворачивания втулки относительно вала втулка сажается на вал по прессовой посадке;

    г) значительная длина втулки приводит к значительным удлинениям при нагреве, т.к. коэффициенты расширения стали и алюминия разные, то втулка будет сползать. Для предотвращения этого: одну часть втулки l1 сажают с большим натягом, на длине l2 делают зазор, на l2 - небольшой натяг.

 

60. Конструкции роторов ЭМ.

 

Ротор – это вращающаяся часть ЭМ, узел, элементы которого несут наибольшие механические нагрузки. Центробежные силы действующие на ротор массой m, расположенный на расстоянии R.

;

где

 - масса вращающихся частей, (кг);

- угловая скорость, (1/с);

 - расстояние от оси вращения до оси центра масс, (м);

- частота вращения, (об/мин).

 

При вычислении центробежных сил используют термин “перегрузка” ( ):

 

 ;

 

где   – сила тяжести.

 

Зависимость величины перегрузки от радиуса =f( ).

 

х106

 

 

                                                             n=24000 об/мин

10                                                                                

                                                             n=12000 об/мин

8                                                                                  

                                                                          

6                                                           n=8000 об/мин

 

4                                                           n=6000 об/мин

2

 

      0,02 0,04 0,06 0,08 0,1                , м

 

 

К конструкции ротора предъявляются следующие требования:

1) монолитность всех обмоток для уменьшения теплоотвода;

2) обеспечение стабильности балансировки, что достигается пропиткой обмоток для их монолитности;

3) возможность осуществлять динамические балансировки;

4) критические частоты вращения должны быть выше рабочего диапазона частот вращения, что бы не было резонанса;

5) применяемая изоляция должна обеспечивать работу машины во всех температурных и климатических условиях.

 

 

Согласно ГОСТ 2-1415-68 ротор ЭМ вычерчивается следующим образом:

 

 

Для ЭМ большой мощности (P=800кВт):

 

 

 

 

 

Рис 49 - асинхронная ЭМ

 

 

 

Рис 29 - машина постоянного тока, ее особенность в коллекторе;

продув забортным воздухом и вентилятором на земле.

 

 

Рис 30 - стартер Генератор;

 

 

Рис 31 - генератор синхронный, переменного тока, состоит из двух машин: подвозбудителя и ген-ра, между ними блок вентилей.

 

 

61. Конструктивные особенности деталей и узлов ЭМ

с продувом и самовентиляцией.

 

Конструирование осевых каналов для продува.

Пазы для охлаждения пакета статора изготавливаются фрезеровкой;

        

1. осевые каналы статора                       2. осевые каналы ротора

     
 

 


Пазы, каналы и центральные отверстия ротора под вал вырубаются одновременно. При вырубке каналов в пакете ротора расходуется много дорогостоящей электротехнической стали. Для посадки пакетов используют специальные ребристые втулки (рис.62 РМ).

 

    а) для фиксации пакета на ребристой втулке в осевом направлении на втулку ставят распорное кольцо, оно предотвращает сползание пакета вдоль оси;

    б) для предотвращения проворачивания пакета на втулке в ребрах втулки сверлят отверстия и забивают штифты;

    в) для предотвращения проворачивания втулки относительно вала втулка сажается на вал по прессовой посадке;

    г) значительная длина втулки приводит к значительным удлинениям при нагреве, т.к. коэффициенты расширения стали и алюминия разные, то втулка будет сползать. Для предотвращения этого: одну часть втулки l1 сажают с большим натягом, на длине l2 делают зазор, на l2 - небольшой натяг.

 

62. Конструктивное выполнение бандажей.


Бандажи используются для удержания лобовых частей обмотки от действия центробежных сил.

 

Бандажи бывают:

1) Нитяные – наматываются из кордовых нитей, затем промазываются клеем и, после полимеризации клея, бандаж представляет собой сплошное кольцо. Этот бандаж используется в машинах малой мощности.

2)

 

Проволочные – наматываются из пояльной или пружинной проволоки (луженной – покрытой припоем) и затем все заливается припоем.

 

3)

 

Каппа – металлический стакан – вытачивается из большого куска металла в форме стаканчика, в нем нижняя поверхность опресована пластмассой.

 

α – чтобы стаканчик не сползал с лобовых частей. Для этого так же делают и окна.

 

63. Конструкции коллекторов ЭМ постоянного тока

Коллектор необходим для выпрямления переменного тока и подвода его к щеткам.

Коллектор работает в сложных условиях:

 а) большие центробежные силы превращений

 б) большие тепловые нагрузки от электрического тока и от механических потерь.

 в) работа в среде с большим количеством щеточной пыли.

Коллектор имеет большое число деталей сложной формы. Материалы деталей различны по коэффициенту линейного расширения, нагревостойкости и механической прочности.

 

Основные требования к узлу коллектора:

а) Обеспечение устойчивой безыскровой работы во всех режимах.

б) конструкция должна иметь строго цилиндрическую поверхность с минимальным биением. Повышенное биение приводит к повышенному искрению и ускорению износа щеток.

в) монолитность всего узла.

г) обеспечение ремонто-пригодности коллектора. Не обходимо обеспечить возможность протачивать цилиндрическую поверхность коллектора при ремонте.

д) возможность использования наиболее простых способов изготовления.

 

Конструкции коллекторов:

а) со вставной втулкой.

б) на пластмассе.

в) торцевого типа.

а) Для ЭМ большой мощности используются коллекторы с двумя или тремя ласточкиными хвостами (рис. 67). Они характеризуются большой длинной и малым диаметром. Такие коллекторы позволяют иметь осевые каналы для охлаждения. У длинных коллекторов нет “петушков” и выводы обмоток подводятся к шлицам коллекторных пластин.

 

б) Используются в ЭМ средней и малой мощности. Они имеют низкие механические и электроизоляционные свойства из-за примененных материалов. Для усиления механической прочности коллектор на пластмассе армируют, т.е. вставляют специальные кольца из стеклоткани.

 

 









Дата: 2019-05-28, просмотров: 177.