Ток и ЭДС якоря при нагрузке

= А (1.2)

= В (1.3)

где U – напряжение сети по заданию;

cosj - коэффициент мощности вибирается по кривым (рис.2):

в случае 2р = 2 коэффициент трансформации k = 0,1 ¸0,15,

в случае 2p = 4 коэффицинет трансформации k = 0,05¸0,075.

Универсальные коллекторные электродвигатели мощностью до 150¸200 Вт обычно выполняются двухполюсными, а свыше этих мощностей - четырехполюсными.

Машинная постоянная

(1.4)

 

где В_d – амплитудное значение индукции в воздушном зазоре, выбирается по кривым (рис.): при длительном режиме работы двигателя В_d может находится в пределах (0,3¸0,6) Тл.

АS – линейная нагрузка якоря, которая выбирается по кривым (рис.), может находиться в пределах (40¸200) А/см;

a = 0,6 ¸ 0,7 – коэффициент полюсного перекрытия.

Диаметр и расчетная длина пакета якоря, см

D_а = (1.5)

L₀ = x×D_n = 1 · 3,9 = 3,9 (1.6)

где x= L₀/D_а = (0,4¸1,6) – отношение длины пакета якоря к его диаметру;

n - частота вращения двигателя по заданию.

Полюсный шаг, см

t₂ = = (1.7)

где р – число пар полюсов

Частота перемагничивания стали якоря

= Гц (1.8)

 

Обмотка якоря

Полезный магнитный поток

= = 0,00087 Вб (2.1)

где В_d - из формулы.

b₀ = a ×t₂ – полюсная дуга

b₀ = 0,63 · 3,6 = 2,3 (2.2)

где a – из формулы.

Число проводников обмотки якоря

= (2.3)

где а = 1,

Е - ЭДС якоря при нагрузке из формулы (1.2),

n – по заданию.

Число пазов якоря

Z₂ = (2,5¸4) D_а = 9,75÷15,6 (2.4)

Z₂ = 12

c округлением до ближайшего целого непарного числа.

Число коллекторных пластин

К = (2¸3) Z₂ = 2 · 12 = 24 (2.5)

при этом, как правило К = 2 · Z₂ при 2р=2

Число витков в секции обмотки

= (2.6)

где N – из формулы (2.2),

К - из формулы (2.4).

Окончательная величина линейной нагрузки якоря

= А/см (2.7)

где D_a – из формулы (1.4),

I₂ - из формулы (1.2).

Полученная величина АS не должна отличаться от предыдущей, полученной ранее по формуле, более, чем на 5%.

 

 

Размеры зубцов, пазов и проводов обмотки якоря

Предварительный выбор плотности тока в обмотке якоря.

Удельная тепловая нагрузка боковой поверхности якоря при продолжительном режиме работы двигателя при нормальном давлении воздуха

q = Q_m××a¹×(1+0,1ν) = 65·0,0017·(1+0,1·16,3) = 0,3 (3.1)

где Q_m = 65⁰,

a¹ = 0,0017 Вт/см²´град.,

линейная скорость якоря, м/с

ν = = (3.2)

Допустимая плотность тока в обмотке якоря

= = (3.3)

Сечение и диаметр провода обмотки якоря

= мм² (3.4)

где – плотность тока, А/мм²;

для двигателей продолжительного режима работы = (6¸12) А/мм²

Используя полученное сечение, согласно ГОСТ 7262-78 или ГОСТ 6324-80, окончательно принимаем сечение провода обмотки якоря S₂; отношение диаметра голого провода к диаметру изолированного провода d₂/d_2и.

Для универсальных коллекторных электродвигателей применяется медный изолированный провод марок ПЭТ, ПЭВ-2, ПЭЛШО, ПЕЛШКО.

Окончательная плотность тока в проводе обмотки якоря

А/мм² (3.5)

где S₂ – стандартное значение;

I₂ – из формулы (1.2).

 

Средняя длина одного проводника обмотки якоря, мм

L_a = L₀ +1,2D_a = 39+1,2·39 = 85,8 (3.6)

Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии, Ом

R_a = К_q = 1,22 (3.7)

где К_q = 1,22 – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления обмотки при нагревании ее от 20° до 75°С.

N - из формулы (2.2),

L_a - из формулы (3.5),

S₂ - выбранное ранее стандартное значение.