Падение напряжения в обмотке якоря при полной нагрузке

DU_а = I₂×R_a = 4,5·1,6 = 7,2 В (3.8)

Падение напряжения в обмотке якоря, как правило, составляет приблизительно 10-20% номинального напряжения машины.

Коллектор и щетки

Предварительная величина диаметра коллектора, мм

= (0,5¸0,9)D_a = 0,6·39 = 23,4 (4.1)

2.4.2. Предварительная ширина коллекторной пластины, мм

= (4.2)

где K - из формулы (2.4).

Принимаем стандартное значение ширины самой коллекторной пластины b_ст =1,2 мм, учитывая ширину изоляции b_и = 0,6 мм.

Окончательное значение ширины коллекторной пластины, мм

b_к = b_ст + b_и = 1,4 + 0,6 = 2,0 (4.3)

2.4.4. Окончательный диаметр коллектора и его окружная скорость

D_К = = мм (4.4)

n_k = ×10^-3 = м/с (4.5)

2.4.5. Выбираем группу щеток марки ЭГ-8, имеющих следующие параметры:

допустимая плотность тока j_щ =10 А/см²;

переходное падение напряжения DU_щ = 2,4 В;

удельное нажатие р_щ = (1,96¸3,92) Н/см².

Предварительная площадь сечения щетки и ее размеры

= мм² (4.6)

где p - число пар полюсов.

Ширина щетки по дуге окружности коллектора

b_щ =(1¸3) b_к = 1,6·2 = 3,2 мм (4.7)

Длина щетки по оси коллектора

a_щ = = мм (4.8)

Высота щетки

h_щ = (2¸3)a_щ = 2,5·7 = 17,5 мм (4.9)

Размеры щеток окончательно уточняются по ГОСТ 10244-62.

Длина коллектора

= (1,5 ¸2)a_щ = 2·7 = 14 мм (4.10)

L_K = + (3¸5)d₂ = 14+5·1,3 = 20,5 мм (4.11)

где d₂ - диаметр голого провода.

Расчет магнитной системы двигателя

Длина воздушного зазора

(5.1)

Высота сердечника якоря

h_a = = мм (5.2)

где диаметр вала

d_вл = (0,18¸0,24)D_a = 0,18·39 = 7 мм (5.3)

высота паза

h_п = (0,22¸0,32)D_а = 0,3·39 = 11,7 мм (5.4)

Проверка индукции в сердечнике якоря

B_a = = Тл (5.5)

где Ф_а - из формулы (2.1);

0,93 коэффициент, учитывающий лаковую изоляцию между листами пакета якоря.

Максимальная индукция в сердечнике якоря В_а допускается до 1,3¸1,5 Тл.

2.5.4. Размеры полюса:

осевая длина полюса L_пол = L₀ = 39 мм; (5.6)

высота сердечника полюса h_пол = (0,23¸0,4)D_a = 0,35·39 = 13,65 мм (5.7)

Индукция в сердечнике полюса

В_пол в машинах продолжительного режима работы принимается в пределах 1¸1,5 Тл. Поперечное сечение сердечника полюса

S_пол = = мм (5.8)

где s = 1,08÷1,12 - коэффициент магнитного рассеяния для машин малой мощности.

Ширина сердечника полюса

b_пол = мм (5.9)

где k₂ = 0,95 - коэффициент заполнения сечения полюса сталью при шихтованных полюсах; в случае цельных полюсов k₂ = 1.

2.6. Расчет обмотки возбуждения

Число витков обмотки возбуждения, приходящихся на один полюс

W_В = k = 0,1 (6.1)

где k - коэффициент трансформации;

N - из формулы (2.2).

2.6.2. Предварительно плотность тока в проводнике обмотки возбуждения = 4,5 А/мм², поэтому сечение провода обмотки возбуждения

= = мм (6.2)

По ГОСТ 6324-52 окончательно принимаем S_В, марка провода ПЭЛШО.

Окончательно плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

= = А/мм² (6.3)

Средняя длина витка катушки

L_ср = 2(b_пол + L_пол + 2d_к) = 2(0,22+39+39·2)=94,04 мм (6.4)

где b_пол из формулы (5.6),

L_пол = L₀ из формулы (1.4),

d_к предварительно принимается 0,1L₀.

2.6.5. Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при Q = 20С⁰

R_В = К_q = 1,22 = 2,08 Ом (6.5)

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

W_В - из формулы (6.1),

L_ср - из формулы (6.4),

S_В - выбранное ранее стандартное значение .

Падение напряжения в обмотке возбуждения

DU_В = I₂×R_В = 4,5·2,08 = 9,36 (6.6)

Проверка величины ЭДС якоря при нагрузке

Е = U - DU_а - U_щ - DU_В = 127-0,72-2,4-9,36= 114,52 В (6.7)

Потери и КПД двигателя