Составление эскиза магнитной цепи

С разработки эскиза магнитной цепи начинается расчет магнитной цепи машины /1, стр. 150/.

Порядок составления эскиза следующий.

Прежде всего, проводим внешнюю окружность якоря намеченного диаметра и по известным размерам паза h_z х наносим зубцовый слой машины (рис. 8.1).

Рис.7.1. Эскиз магнитной цепи

На рис. 8.1 зубцовый слой представлен также и на главных полюсах (условно эскиз магнитной цепи изображен для квадратного статора), где размещена компенсационная обмотка, расчет которой в проекте не производится.

Активная высота ярма якоря

(7.1)

где 0,94 - коэффициент заполнения сердечника якоря сталью;

- частота, отсюда выбираем В_я;

=12000 - индукция в сердечнике якоря (рис. 8.2).

f=pn/60, Гц

Рис. 7.2. Зависимость индукции в сердечнике якоря от частоты

Действительная (геометрическая) высота ярма отличается от активной за счет вентиляционных каналов:

, (7.2)

где 0,65 - коэффициент, который учитывает шахматное расположение каналов в сердечнике;

см - диаметр вентиляционных каналов;

- число рядов каналов, обычно равное , причем размещены каналы так, чтобы шаг отверстий внешнего ряда был порядка .

Диаметр отверстия под втулку вала в сердечнике якоря

. (7.3)

В том случае, если диаметр отверстия под втулку сильно отличается от диаметра вала якоря для уменьшения веса тягового двигателя применяется ребристая втулка.

Ширина сердечника главного полюса

(7.4)

где 0,97 - коэффициент заполнения сердечника сталью;

- индукция в сердечнике полюса, выбирается в пределах ;

- длина сердечника в осевом направлении, см;

- коэффициент магнитного рассеяния.

При наличии компенсационной обмотки и 2р = 4, = 1,2

Действительная полюсная дуга определена в разделе 6.

Ширину (и высоту) Ввнешнего очертания восьмигранной станины машины с 2р = 4 или внешний диаметр круглой станины при оценивают в соответствии с величиной централи выражением

(7.5)

где - диаметр оси колесной пары;

- величина подреза в месте расположения моторно-осевых подшипников.

Размер В должен быть таким, чтобы расстояние от нижней точки станины до головки рельса было не менее (ГОСТ 9238-78). С целью увеличения габаритного размера В осевую линию вала двигателя при опорно-осевом подвешивании можно незначительно поднять над осевой линией колесной пары (размер . Таким образом,

. (7.6)

-расстояние до головки рельса;

Следует иметь в виду увязку размера с величиной диаметра якоря

(7.7)

Далее размером В намечают горизонтальные и вертикальные стенки восьмигранного остова или внешнюю поверхность круглого остова станины.

Для определения внутренней полости остова находим сечение ярма:

, (7.8)

где .

Индукцию здесь выбирают относительно небольшой, так как по ярму замыкается поток не только главных, но и дополнительных полюсов. На части участков эти потоки суммируются, и надо чтобы ярмо здесь не оказывалось сильно насыщенным, и чтобы магнитная характеристика дополнительных полюсов по возможности была прямолинейной.

Для определения толщины остова (ярма) нужно наметить ширину его сечения в осевом направлении машины. Этот размер (утолщенную часть остова-ярмо) оценивают наименьшей величиной из выражения:

,

или (7.9)

Так как остов в области главных полюсов загружен потоками рассеяния больше, то и толщину остова у главных полюсов делают большей

, (7.10)

а у дополнительных полюсов меньше

. (7.11)

При круглых остовах их толщину делают везде одинаковой и равной

. (7.12)

Установив толщину остова, намечаем его внутреннее очертание. Длину магнитной линии (путь магнитного потока) по остову двигателя можно принять как:

(7.13)

Высоту сердечника главного полюса выявляют стыкованием его с остовом. Под сердечники полюсов делают приливы, а расточку посадочных мест выполняют радиусом

(7.14)

так, чтобы высота прилива в средней его части (высота сердечника) .

Ширина приливов при отсутствии их обработки с боковых сторон на мм меньше ширины сердечника полюсов, т.е.

. (7.15)

Из-за наличия в машине компенсационной обмотки сердечник полюса подразделяют на отдельные участки, выделяя высоту собственно сердечника , зону полюсного наконечника, не затронутую пазами , и зубцовый слой (где расположена компенсационная обмотка). Можно принять 5 см; 1,6 см.

Внутреннюю грань остова под углом к горизонтальной оси делают в таком месте, чтобы при толщине остова под дополнительные полюса была бы обеспечена посадочная площадка шириной

. (7.16)