Целью данного расчета является нахождение среднего за период коммутации значения реакции ЭДС. Расчет выполняется на основе ранее полученных параметров активного слоя, коллектора и щеток. Необходимо обеспечить выполнение ограничения по допустимой величине средней реактивной ЭДС.
Рассмотрим четыре характерных области замыкания потоков пазового рассеяния
, (5.1)
где 
– суммарный удельный коэффициент индуктивности;
– магнитная проводимость в пазу якоря над медью;
– то же для части паза, занятой медью проводников;
– то же по коронкам зубцов якоря;
– то же для лобовых частей обмотки якоря.
Удельная магнитная проводимость части паза, занятой медью
, (5.2)
где 
– высота части паза, занятой медью проводников;
– коэффициент экранирующего эффекта от вихревых токов.
Определяю 
из полной высоты паза
, (5.3)
где 
– односторонняя толщина изоляции якорной катушки;
– высота клина;
– общее число прокладок на дне паза и под клином;
– толщина прокладок.
Одностороннюю толщину изоляции вычисляем по формуле
, (5.4)
Рассчитаем приведенную высоту элементарного проводника паза якоря
, (5.5)
где 
– высота элементарного проводника в пазу якоря;
– суммарная ширина меди в пазу;
– угловая частота коммутации одного паза;
– удельная проводимость меди при ожидаемой рабочей
температуре. = 35 · 106 см/м.
Для этого найдем величину
, (5.6)
где 
– окружная скорость на поверхности коллектора в
номинальном режиме;
– коэффициент щеточного перекрытия.
, (5.7)
, (5.8)
.
.
По диаграмме рисунка 9.2, согласно [1], найдем величину коэффициента демпфирования. = 1.
Удельная магнитная проводимость части паза над медью
, (5.9)
где 
– коэффициент, учитывающий материал бандажа крепления
якорной обмотки. При клиновом креплении из стеклопластов
принимается =1.
Найдем величину h1
, (5.10)
Гн/м.
Удельная магнитная проводимость по коронкам зубцов
, (5.11)
где 
– коэффициент Картера для поверхности якоря под добавочным полюсом.
, (5.12)
Зададимся величиной воздушного зазора между якорем и добавочным полюсом
, (5.13)
.
Рассчитаем ширину наконечника добавочного полюса
, (5.14)
мм.
Гн/м.
С учетом распушения магнитный поток добавочного полюса должен перекрывать пространство, называемое зоной коммутации
, (5.15)
Удельная магнитная проводимость по лобовым частям при немагнитных бандажах крепления лобовых вылетов
, (5.16)
Найдем среднее за период коммутации значение реактивной ЭДС
, (5.17)
С ростом средней реактивной ЭДС увеличиваются абсолютные небалансы между ступенчатой кривой реактивной ЭДС и плавной кривой распределения коммутирующей ЭДС от потока добавочных полюсов.
Поэтому устанавливается ограничение на значение средней реактивной ЭДС в номинальном режиме
. (5.18)
1,74 
(3,5…4,0)В.
Расчет добавочных полюсов
Из условия равенства реактивной и коммутирующей ЭДС рассчитаем требуемую индукцию в зоне коммутации
, (6.1)
где 
– окружная скорость на поверхности якоря в номинальном режиме.
. (6.2)
м/с.
Тл.
Для обеспечения требуемого уровня магнитной индукции в зоне коммутации необходимо создать коммутирующий поток
, (6.3)
Вб.
Полный поток добавочных полюсов
, (6.4)
где 
– коэффициент рассеяния добавочного полюса;
= 3 – в машинах без компенсационной обмотки.
Вб.
Чтобы обеспечить линейность магнитной характеристики добавочных полюсов во всем рабочем диапазоне тока якоря, включая и режим максимальной мощности, индукция в сердечнике полюса в номинальном режиме не должна превышать
Тл. (6.5)
Принимаю 
.
Наметим ширину сердечника добавочного полюса
, (6.6)
где 
– длина сердечника полюса. 
м;
– коэффициент заполнения сердечника сталью.
= 1.
мм.
Зададимся значением второго воздушного зазора
мм, (6.7)
мм.
Магнитное напряжение первого воздушного зазора
, (6.8)
А.
Магнитное напряжение второго воздушного зазора
, (6.9)
Найдем значение индукции в сердечнике добавочного полюса
, (6.10)
Тл.
А.
Полная МДС обмотки возбуждения добавочных полюсов
, (6.11)
А.
Число витков катушки добавочного полюса
, (6.12)
витка.
Так как число витков округляли, то необходимо уточнить значение МДС обмотки возбуждения добавочных полюсов
, (6.13)
А.
, (6.14)
А.
, (6.15)
А.
Скорректируем размеры второго воздушного зазора
, (6.16)
м.
Оценим площадь поперечного сечения проводников обмотки
, (6.17)
где J 
- максимально допустимая плотность тока в проводниках обмотки, принимаю J = 3,5 А/мм 
мм2.
Укладку производим на широкое ребро в семь слоев по высоте тела добавочного полюса.
По значению q намечаем размеры проводника обмотки возбуждения добавочных полюсов
hпр × bпр = 22 × 1,81, qд = 39,1 мм2, (6.18)
Найдем размер катушки по высоте в нашем случае
, (6.19)
мм.
Тогда размеры четырех крайних к остову слоев катушки по ширине, при условии, что в них по 12 витков
, (6.20)
мм.
Средняя длина витка добавочного полюса
, (6.21)
м.
Сопротивление цепей обмоток добавочных полюсов 20°С
, (6.22)
Ом.
Масса меди катушек добавочных полюсов
, (6.23)
кг.
Дата: 2019-07-31, просмотров: 169.
