Файл: Расчёт авиационного реверсивного электрического двигателя с последовательным возбуждением.docx

2.1 Выбор основных размеров

Задание 2

Таблица 1

№ n/n	Исходные данные	Вариант
		6
1.	Полезная мощность на валу Pн (Вт)	500
2.	Напряжение (В)	28
3.	Частота вращения (об/мин) n	7500
4.	Режим работы	Повторно-кратковременный (30с – работы, 5 мин – перерыв, 5 циклов, после чего охлаждение)
5.	КПД	не менее 0,85
6.	Охлаждение	Естественное

Электромагнитная мощность двигателя (кВт), где E определяется из кривой по отношению (рис 4.).

Ток якоря I_я двигателя определяется по формуле .



Рис 4. Зависимость

Исходя из графика (рис 4.) определим противоЭДС E:

_, откуда E= 0,71

=0,71*28=19,88 В

Ток якоря I_я двигателя равен:

= =21,008 А

Электромагнитная мощность двигателя:

P_э=E*I_я*10^-3 (кВт)=19,88*21,008*10^-3=0,417 кВт

Диаметр якоря и число полюсов электродвигателя определяется по отношению из кривых (рис 5.)



Рис 5. График зависимости диаметра якоря электродвигателя постоянного тока от отношения из кривых:

1, 4, 5 – ПОВТОРНО-КРАТКОВРЕМЕННОГО режима с естественным охлаждением;

---

2 – ДЛИТЕЛЬНОГО режима с естественным охлаждением;

3 – ДЛИТЕЛЬНОГО режима с самовентиляцией.



Рис 6. График зависимости индукции в воздушном зазоре В_б от диаметра якоря D в авиационных машинах постоянного тока



Рис 7. График зависимости линейной нагрузки А авиационных машин постоянного тока длительного режима от диаметра D:1- генераторы с поддувом; 2- генераторы и двигатели с самовентиляцией; 3- двигатели с естественным охлаждением

Исходя из графика (рис 5) выбираем диаметр якоря и число полюсов электродвигателя. По графику (рис 6) - магнитную индукцию. По графику (рис 7) определяем плотность тока в обмотках А.

2р=4; D=4,5(см); А=35 (А); В_б=0,5(Ф).

Определим длину якоря: (см), где - расчетный коэффициент полюсной дуги.

Примерное значение для авиационных электродвигателей

Таблица 2

Pн (Вт)	5-100	100-500	500-1000	1000-3000
	0,55	0,6-0,63	0,63-0,65	0,65-0,72

Линейная нагрузка ПОВТОРНО-КРАТКОВРЕМЕННОГО режима работы определяется , где – коэффициент тепловой перегрузки, который для заданного варианта равен _т=15,65



Длина якоря: = = 4,04 см

Полюсное деление (Ом).

---

= = 3,53 Ом

Отношение длины якоря к полюсному делению – должно быть в пределах 0,8 – 1,6.

= = 1,14

2.2 Расчёт обмотки якоря

Число проводов в одной параллельной ветви = ,

где: = 0,000427 – магнитный поток;



2а – число параллельных ветвей. Обычно для двигателей применяют простую волновую обмотку 2а=2.

Общее число проводников обмотки якоря



Число витков в секции W, стремятся выбрать наименьшим, так как при этом уменьшается ЭДС в короткозамкнутой секции и улучшается коммутация. Число W, может быть предварительно определено по кривым (рис 7.).

При W_s 1

W_s = 7

Число коллекторных пластин на паз в авиационных машинах .

Для волновой обмотки при 2P = 4И_n должно быть взято 2 или 4. Задавшись И_n определяют число пазов :Z= .



Полное число проводников в пазу

Сечение обмотки якоря S_я определяется из соотношения , где .

---

= 2 – 4 (А/мм²) – для машин с естественным охлаждением.



мм²

После определения сечения уточняется и выбирается провод по таблицам Приложения 1 [1].



Рис 7. Изменение числа витков в секции с ростом мощности авиационных машин постоянного тока

Сопротивление обмотки якоря определяется выражением

, где: – удельное сопротивление меди обмотки при температуре +120⁰С;

– средняя длина полувитка обмотки якоря (м).

– длина лобовой части обмотки:

Для обмотки из круглого провода при 2p=4 Ом.







Падение напряжения в обмотке якоря .

2.3 Размеры магнитопровода

Магнитопровод изготовляется из следующих материалов: якорь – из стали марки 321 толщиной 0,35 мм (изоляция листов – оксидирование); полюсы из стали 3 толщиной 0,5 мм; корпус – из стали 10.

Воздушный зазор (см), где (см).

Величина воздушного зазора авиационных двигателей постоянного тока.

Таблица 3

Pн (Вт)	До 100	100-1000	1000-10000	10000-30000
(см)	0,015	0,025-0,03	0,035-0,08	0,06

---

см

Высота спинки якоря h_я определяется по формуле

Таблица 4

Pн (Вт)	до 100	100-1000	˃ 1000
Вя (тл)	1,0-1,3	1,3-1,5	1,5-1,7
Вm (тл)	1,0-1,2	1,2-1,4	1,4-1,7
Вj (тл)	1,0-1,2	1,1-1,3	1,3-1,5

К_с = 0,95 – коэффициент заполнения пакета сталью;

В_я – магнитная индукция в спинке якоря, по данным табл. 4

В_я (тл) = 1,3-1,5

В_m (тл) = 1,2-1,4

В_j (тл) = 1,1-1,3



Внутренний диаметр якоря D_я = D-2(h_n+h_я)

D_я = 4,5-2*(0,63+0,37) = 2,5 см

Диаметр вала d_в равен внутреннему диаметру якоря D_вн : d_в = D_вн.

Магнитный поток, проходящий через полюсы и корпус, равен: Ф_т = К_в*Ф, где Кв = 1,1-1,25

Ф_т = 1,25*0,000427 = 0,000533

Сечение полюса (см²), где значение величины магнитной индукции в полюсах В_m выбирается по данным из табл. 4.

см²

Длина сердечника полюса l_m берется равной или меньшей длины якоря

l : l_т ≤ l.

---