Размеры проводников обмотки якоря, их укладка в пазу и размеры паза

Выбираем горизонтальное расположение проводников, что позволяет снизить величину добавочных потерь в обмотке якоря, а также улучшить отдачу тепла от обмотки якоря к зубцам.

Для определения размеров проводника необходимо определить место, занимаемое изоляцией в пазу, а также размеры паза. Изоляцию выбираем на основе рекомендаций [2, с.79-80] и табл. 2.1.

Витковую изоляцию выполняем стеклослюдинитовой лентой двусторонней толщины 0,4 мм. Корпусную изоляцию выполняем вполуперекрышу в 3,5 слоя стеклослюдинитовой лентой ЛС1К-II толщиной 0,11мм. Покровную изоляцию выполняем из стеклоленты толщиной 0,1 мм вполуперекрышку. Между сторонами катушек, под клин и на дно паза закладываем прокладки из электрокартона или миканита толщиной 0,5 мм. Высоту клина принимаем 6 мм.

 

Таблица 2.1 - Заполнение паза якоря

Наименование	Материал	Заполнение паза, мм
		по высоте	по ширине
Витковая	Стеклослюдинитовая лента с двусторонней толщиной 0,4 мм		0,4
Корпусная	стеклослюдинитовая лента толщиной 0,11 мм, 6 слоев вполуперекрышу		2,64
Покровная	стеклолента толщиной 0,1 мм, 1 слой вполуперекрышу		0,4
Прокладка	миканит толщиной 0,5 мм		––
Зазор на укладку	––	0,2	0,2
Клин	дерево	5	––
ИТОГО		17,58	3,64
Медь	марка ПЭТВСД		4,7
ВСЕГО		44,7	8,34

 

Принимая во внимание значение теплового фактора А j _а = 2200 А²/см мм² определяем допустимую плотность тока, А/мм²:

                                                                                               (2.11)

Площадь сечения меди проводника, мм:

                                                                                     (2.12)

.

Глубину паза h_Z ориентировочно намечаем по формуле, мм:

                                                                                   (2.13)

.

где t - полюсное деление, равное, мм:

                                                                   (2.14)

.

Тогда высоту проводника h_пр определяем по формуле, мм:

                                                ;                                          (2.15)

.

Рассчитанный размер проводника округляем до ближайшего размера по ГОСТ 424-71, выдержки из которого приведены в прил. 4 (2), мм:

h _пр = 2,26.

Аналогично для ширины проводника b _пр, мм:

                                                                                                (2.16)

Окончательно будем иметь, мм:

b _пр = 4,7.

После уточнения размеров проводника выполняем пересчет

площади сечения проводника, мм ² :

                                                      ;                                         (2.17)

;

плотности тока, А/мм²:

                                                                                                 (2.18)

;

и теплового фактора, А/см мм²:

                                                                                             (2.19)

.

Проводим окончательное определение размеров паза:

ширина паза, мм:

                                                                                            (2.20)

;

высота паза, мм:

                                              ;                                       (2.21)

.

По условию проверки h_Z / b_Z должно быть больше 3 и меньше 6.

Итак, , что удовлетворяет вышеописанному условию.

 

Геометрия зуба определяется следующим образом.

Зубцовый шаг по поверхности якоря, мм:

                                                                                                (2.22)

.

Ширина головки зубца, мм:

                                                                                   (2.23)

.

Зубцовый шаг по дну пазов, мм:

                                                                                     (2.24)

.

Ширина основания зубца, мм:

                                                                                        (2.25)

.

Зубцовый шаг в расчетном сечении, мм:

                                                                         (2.26)

.

Ширина зубца расчетная, мм:

                                                                    (2.27)

.

Коэффициент формы зубца:

                                                                               (2.28)

.

 

 

 

29,32

20,83

26,82

8,49

17,08

25,57

 

Рисунок 2.1 – Размеры зубцов и пазов якоря.

 

8,49

2

3

4

5

2

1

 

Рисунок 2.2 – Паз якоря. 1 – клин, 2 – прокладки,

3 – изоляция проводника (витковая), 4 – изоляция пакета (корпусная),

5 – изоляция покровная.

 

Длина пакета стали якоря

На длину пакета стали якоря наложены ограничения из-за ограниченности пространства между бандажами колесных пар. Для ТД с двусторонней передачей длина сердечника якоря l_a должна лежать в пределах не более 400 ¸ 440 мм. Допустимое значение индукции в расчетном сечении зубца якоря на 1/3 его высоты В _{z 1/3}, считая от основания по [2, (2.51)] для электровозных двигателей лежит в пределах 2 ,1 ¸ 2,3 Тл.

Длину шихтованного пакета якоря определим по формуле, м:

                                                                              (2.29)

где В _{z 1/3} - допустимое значение индукции в расчетном сечении зубца якоря на 1/3 его высоты, принимаем равным 2,2 Тл;

    Ф – магнитный поток машины, Вб:

                                                                                     (2.30)

    к_с – коэффициент заполнения пакета сталью, равный 0,97 для марок стали Э13000, Э1300А;

    a_d - расчетное полюсное перекрытие, равное 0,72.

 

Уточненное значение индукции для полученной длины пакета стали, определяем по формуле, Тл:

                                                                  (2.31)

где S_{z 1/3} – расчетное сечение зубцов якоря в пределах полюсной дуги одного полюса, м²:

              ;                                   (2.32)

.

Получили, что при длине пакета стали якоря равной 0,426 м значение индукции в расчетном сечении зубцов якоря лежит в допустимых пределах. Результаты расчётов приведены в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2 – Результаты расчета

мм	мм		мм2				мм2	А, А/см2	, А/мм2	, Вб		, м2	, Тл
700	426	75	373	450	6	12	10,8	315	7,25	0,15	0,72	0,068	2,2

 

 

Параметры обмотки якоря

Первый шаг по реальным пазам у _{z 1} определяем по формуле:

                 ;                                       (2.33)

Округляем его до наименьшего ближайшего целого числа.

Таким образом, y_{z 1} = 12.

Первый частичный шаг у₁ определяем по формуле, колл. дел.:

                                          ;                                          (2.34)

.

Пазовое укорочение обмотки e _п равно, паз.:

                                                                                           (2.35)

Укорочение обмотки в коллекторных делениях находим по формуле, колю дел.:

                                            (2.36)

 

Общую длину провода обмотки å l_N рассчитываем по формуле, м:

                                                                                           (2.37)

где l_N – длина одного стержня с учетом лобовых частей, м:

                                                  ,                                         (2.38)

Сопротивление обмотки якоря при 20^о С r _а определяем по формуле, Ом:

                                                  ;                                     (2.39)

,

где 1/57 – удельное сопротивление обмоточной меди при 20^о С, Ом.

Массу обмотки найдем по формуле, кг:

;                               (2.40)