Обмотка якоря уравнительные соединения

Номинальный ток якоря определяется по формуле:

где – номинальная мощность, кВт;

– номинальное напряжение двигателя;

– к.п.д. двигателя.

Токи продолжительного и часового режимов определяются по формуле:

где – коэффициент вентиляции тягового двигателя, .

Ток параллельной ветви обмотки определяется по формуле:

где – число параллельных обмотки,

Число пластин на коллекторе определяется по формуле:

Принимаем

Зубцовое деление по поверхности якоря определяется по формуле:

 

Среднее напряжение между соседними коллекторными пластинами для компенсированных тяговых двигателей определяется по формуле:

Коллекторное деление определяется по формуле:

Общее число проводников в обмотке якоря определяется по формуле:

Линейная нагрузка якоря определяется по формуле:

Максимально допустимая величина плотности тока в якоре определяется по формуле:

где – тепловой фактор,

Так как , то

Минимальное допустимое сечение проводника обмотки якоря определяется по формуле:

Предварительные границы диапазона возможной величины ширины паза якоря определяется по формуле:

Заполнение паза с изоляцией класса нагревостойкостиопределяется по формуле:

Минимальная сумма допусков определяется по формуле:

Границы диапазона возможных ширин проводника обмотки якоря определяются по формуле:

Число проводников в пазу определяется по формуле:

Проводник выбран Медь ЛММ ГОСТ 434-78 размерами 4×7,1, сечением 27,54

 

Таблица 2 - Заполнение паза якоря при изоляции класса F и обмоточном проводе ПЭТВСДТ.

Позиция	Размер по ширине паза, мм	Размер по высоте паза, мм
Медь провода	7,1
Витковая изоляция	0,35	2,1
Корпусная изоляция	1,76	3,52
0,1	0,2
Покровная изоляция	0,2	0,4
Защитная гильза	0,3	0,15
Прокладки	-	Под клин: 0,5 Между слоями обмотки: 0,5 На дно паза: 0,5
Клин	-
Зазор на укладку	0,2	0,2
Размеры паза в свету		36,9
Допуск на расшихтовку	0,15	-
Размеры паза в штампе	10,2	36,9

 

Отношение высоты паза к его ширине определяется по формуле:

Проверяется выполнение следующих условий, продиктованных необходимостью обеспечения достаточной механической прочности штампов якоря:

Ширина паза:

 

Ширина зубца якоря у его основания:

Для определения размера необходимо сначала определить величину зубцового деления по дну пазов:

Фактические величины плотности тока , и теплового фактора , а также их принадлежность к нужным диапазонамопределяются по формуле:

Далее определяются недостающие параметры геометрии паза и зубца якоря:

- Ширина головки зубца:

Средняя ширина определяется по формуле:

 

Объем зубцов определяется по формуле:

где – коэффициент заполнения сердечника якоря сталью, учитывающий наличие на листах якоря электроизоляционного покрытия, препятствующего возникновению чрезмерных вихревых токов при вращении якоря, .

- Зубцовый шаг в расчетном сечении зубца (на расстоянии 1/3 высоты паза от его основания):

- Ширина зубца в его расчетном сечении:

Число проводников обмотки якоря определяется по формуле:

Магнитный поток двигателя определяется по формуле:

где – коэффициент, учитывающий предполагаемое падение напряжения в обмотках двигателя, .

 

Длина якоря коллекторных ТЭД электровозов определяется по формуле:

где – индукция сеченияв зубцах сердечника,

величиной коэффициента полюсного перекрытия,

Предварительно длину якоря берем 380 мм.

Частота перемагничивания сердечника якоря в номинальном режиме определяется по формуле:

Полюсное деление якоря определяется по формуле:

Площадь сечения воздушного зазора под главным полюсом определяется по формуле:

Расчетная индукция в воздушном зазоре определяется по формуле:

Для мощности и частоты перемагничивания допустимая индукция . Следовательно, на данном этапе корректировки значений и не требуется.

Фактическая индукция в расчетном сечении зубца якоря определяется по формуле:

Магнитное сечение зубцов якоря на расстоянии 1/3 высоты от их основания определяется по формуле:

Масса зубцов якоря определяется по формуле:

где – плотность стали,

Первый шаг обмотки по реальным пазам при определяется по формуле:

Первый частичный шаг в коллекторных делениях определяется по формуле:

Укорочение обмотки якоря по коллекторным пластинам определяется по формуле:

Определяем параметры уравнительных соединений. Применяются уравнители первого рода, размещенные со стороны коллектора. Число уравнительных соединений на паз .

Шаг уравнителей по коллектору определяется по формуле:

Пределы сечения меди уравнителя определяется по формуле:

Примем

Примерная длина уравнительного соединения определяется по формуле:

Общая длина всех уравнительных соединений определяется по формуле:

Масса меди уравнителей определяется по формуле:

где – плотность меди,

Общая длина передней и задней лобовых частей катушки обмотки якоря при принятом определяется по формуле:

Длина полувитка катушки обмотки якоря определяется по формуле:

Общая длина всех проводников обмотки якоря определяется по формуле:

Масса меди обмотки якоря определяется по формуле:

Сопротивление обмотки якоря при 20°С определяется по формуле:

Коллектор и щетки

 

Возможность сжатия миканитовых прокладок между коллекторными пластинами оценивается коэффициентом:

Коллекторное деление определяется по формуле:

Толщина коллекторной пластины определяется по формуле:

где – толщина изоляции между коллекторными пластинами,

Контактная поверхность щеток одного щеткодержателя определяется по формуле:

где – плотность тока под щеткой,

– число щеткодержателей,

Ширина щетки ограничивается допустимой шириной коммутационной зоны, принимается предварительно:

По ГОСТ 2332-75 выбираем разрезную щетку марки ЭГ-61 размером 2×10 мм×40.

На коллекторе устанавливаются две щетки по окружности коллектора 2×10×40 мм,

Щеточное перекрытие определяется по формуле:

Длина рабочей части коллектора определяется по формуле:

где – учитывает расстояние между щетками по длине коллектора с добавлением на шахматное расположение щеток по коллектору и расстояние от краев коллектора до щеток

С учетом ширины петушка и кольцевой выточки , общая длина коллектора получается равной

Высота коллекторной пластины определяется по формуле:

Принимаем

Приближенная масса меди коллектора определяется по формуле:

Ширина коммутационной зоны определяется по формуле:

Отношение ширины коммутационной зоны к междуполюсному окну определяется по формуле:

Ширина щетки выбрана правильно.

Воздушный зазор под главными полюсами при наличии компенсационной обмотки определяется по формуле:

Коэффициент воздушного зазора определяется по формуле: