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 Вd – амплитудное значение индукции в воздушном зазоре, выбирается по кривым ( рис. ): при длительном режиме работы двигателя Вd 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
Dа =
(1.5)
L0 = x×Dn = 1 · 3,9 = 3,9 (1.6)
где x= L0/Dа = (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 Вd - 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) Dа = 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 Da – 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 = Qm××a1×(1+0,1ν) = 65·0,0017·(1+0,1·16,3) = 0,3 (3.1)
где Qm = 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/d2и .
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
La = L0 +1,2Da = 39+1,2·39 = 85,8 (3.6)
Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии, Ом
Ra = Кq = 1,22
(3.7)
где Кq = 1,22 – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления обмотки при нагревании ее от 20° до 75°С.
N - из формулы (2.2),
La - из формулы (3.5),
S2 - выбранное ранее стандартное значение.