Определение диаметра якоря по допустимой линейной токовой нагрузке

Содержание

1 Определение параметров якоря……………………………………………………………...4

1.1 Определение диаметра якоря по заданной мощности двигателя……………………4

1.2 Определение диаметра якоря по максимальным окружным скоростям…………….4

1.3 Определение диаметра якоря по допустимой линейной токовой нагрузке…………4

1.4 Дополнительные параметры якоря…………………….………………………………5

2 Определение параметров зубчатой передачи…………………………………………….…6

3 Выбор параметров якоря……………………………………………………………………..7

3.1 Построение эскиза секции обмотки……………………………………………………7

3.2 Определение параметров паза………………………………………………………….8

3.3 Расчёт уравнительных соединений…………………………………………………….9

4 Расчёт магнитной системы………………………………………………………………….11

4.1 Построение эскиза магнитной системы……………………………………………...11

4.2 Определение свойств участков магнитной системы………………………………...13

4.3 Определение параметров катушек главных полюсов……………………………….15

5 Расчёт коммутации…………………………………………………………………………..16

5.1 Определение реактивной ЭДС………………………………………………………..16

5.2 Выбор конструкции дополнительных полюсов……………………………………...17

6 Расчёт элементов узла токосъёма…………………………………………………………..18

7 Построение характеристик двигателя……………………………………………………...19

7.1 Определение суммарных потерь в двигателе………………………………………..19

7.2 Расчёт и построение характеристик двигателя………………………………………20

Вывод…………………………………………………………………………………………...24

Список использованных источников………………………………………………………...25

Приложение А…………………………………………………………………………………26

Приложение Б………………………………………………………………………………….27

Определение параметров якоря

Определение диаметра якоря по заданной мощности двигателя

При расчёте диаметра якоря необходимо получить два значения - для минимальной и максимальной окружных скоростей. Диаметр якоря рассчитывается по формуле:

,
где k_в – коэффициент класса изоляции (два значения);

Р_н=400 кВт – номинальная мощность (из задания);

V_aб – окружная скорость на поверхности якоря, м/с;

k_v – коэффициент регулирования скорости.

,
где V_к, V_ч – конструктивная и часовая скорости локомотива (из задания), км/ч.

Для минимального и максимального значения окружной скорости и коэффициента класса изоляции получим значения:

мм, мм.

Определение диаметра якоря по максимально допустимым окружным скоростям

Диаметр якоря в этом способе рассчитывается для граничных значений полюсного деления, которые выбираются из [1, таблица 1.1]. Он определяется по формуле:

,
где p = 2 – число пар полюсов (прототип);

= 1500 В - номинальное напряжение на зажимах;

t_к = 4.2, 4.5 – коллекторное деление [1, таблица 1.1];

– межламельное напряжение, принимаем В.;

К_к – коэффициент отношения диаметров, принимаем К_к=0.8.

Получим значения диаметров:

мм, мм.

Определение диаметра якоря по допустимой линейной токовой нагрузке

Диаметр рассчитывается для наименьшей и наибольшей рекомендуемых токовых нагрузок по выражению:

,
где I_ан – номинальный ток якоря, А;

N – число активных проводников обмотки якоря;

а =p= 2 – число пар параллельных ветвей для петлевой обмотки;

А – линейная токовая нагрузка, А/мм.

Номинальный ток якоря рассчитывается на основании исходных данных:

А,
где η = 0.943 – КПД двигателя (на основании [1, рисунок 1.3]).

Поскольку ток превышает 300 А, обмотку якоря выбираем петлевую.

Число активных проводников якорной обмотки зависит от числа коллекторных пластин и количества пазов. Определяется оно по следующему выражению:

,
где К – число коллекторных пластин, округляется до большего целого.

. (1.1)
Число активных проводников, соответственно, составляет N=672.

Линейная токовая нагрузка выбирается согласно [1, рисунок 1.5]. При мощности двигателя 500 кВт нижний предел составит 42 А/мм, а верхний – 52 А/мм. Теперь можно посчитать возможные диаметры якоря:

мм, мм.

Полученные расчетные диаметры якоря наносятся на диаграмму (рисунок 1.1). Туда же наносятся три стандартных диаметра якоря. На основании диаграммы принимаем диаметр якоря равным 660 мм.