Проектирование тягового электродвигателя (стр. 2 из 7)
Уточняем значения максимальных окружных скоростей якоря и коллектора
, (1.20) 
, (1.21) 
Определяем величину централи двигателя
, (1.22) 
Величина централи характеризует то пространство, которое отводиться для вписывания габаритов проектируемого двигателя. Но поскольку конструкционные размеры двигателя пока неизвестны, можно только ориентировочно проверить возможность такого вписывания по соотношению централи и диаметра якоря - как основного параметра машины, задающего его внешние габариты.
При 2р = 2 и опорно-рамном подвешивании
, (1.23) 
2. Расчет активного слоя якоря
2.1 Расчет параметров обмотки
Общее число проводников обмотки якоря
N = 2 · K, (2.1)
N = 2 · 306 = 612 проводников.
Ток якоря в номинальном режиме
(2.2)где hн – КПД двигателя. Принимаю hн = 0,91, согласно [1].
Выбираем простую петлевую обмотку якоря, у которой 2а= 2р.
Линейная токовая нагрузка якоря
, (2.3) 
Ток параллельной ветви
(2.4) 
При определении рационального числа пазов Z учитывается ограничение по условиям нагрева пучка проводников в пазу якоря в виде величины объема тока в пазу
(2.5)где Nz– число проводников в одном пазу. Принимаю Nz= 2 uk= 12.
53,12 · 12 = 637,44 А
Неравенство (2.5) выполняется.
Число пазов якоря находится по формуле
(2.6)где uk – число коллекторных пластин на паз. Принимаю uk = 6.
Первый шаг обмотки в реальных пазах должен удовлетворять условию
(2.7)где
– укорочение шага обмотки якоря в реальных пазах. = 0,5 паза при петлевой обмотке.
Произведем окончательную увязку между собой числа пазов Z, проводников N и коллекторных пластин К, которая должна обеспечивать выполнение требования внутренней симметрии обмотки якоря
, (2.8) 
.Найдем допустимое значение плотности тока в проводниках якоря
(2.9)где Wtmax – допустимый предел теплового фактора машины.
Принимаю Wtmax= 2050 согласно [1].
Расчетная величина Ja не должна превышать (5…6) А/мм2.
Принимаю Ja= 6 А/мм2.
Наметим площадь поперечного сечения активного проводника якоря
, (2.10) 
По значению qа намечаем размеры проводника hпр × bпр.
По ГОСТ 434-53, приложение А согласно [1], выбираю проводник с размерами
hпр × bпр = 1,4 × 6,7 qпр = 9,165 мм2. (2.11)
Уточним допустимое значение плотности тока в проводниках якоря
, (2.12) 
Проведем проверку правильности выбора сечения проводника
A· ja< 2050 A, (2.13)
244,74 · 5,796 = 1418,51 А < 2050 A.
Неравенство (2.13) выполняется.
Высоту паза якоря находим по выражению
, (2.14)где Dпрокл – толщина изоляционных прокладок Dпрокл = 0,5 мм;
nпрокл – число прокладок. nпрокл = 3;
hкл – высота клина. hкл = 4 мм;
nкорп – число слоев корпусной изоляции. nкорп =6;
Dhм – толщина межвитковой изоляции по высоте паза якоря;
Dhк – толщина корпусной изоляции по высоте паза якоря;
Dhп – толщина покровной изоляции по высоте паза якоря;
(0,2…0,3) – зазор на укладку секций в паз;
(0,15…0,2) – разница между размером паза в свету и размером паза в
штампе.
Принимаю:
= 0,1 мм, 
= 0,1 мм, 
= 0,1мм. 
, (2.15) 
, (2.16) 
, (2.17) 
Ширину паза якоря вычисляем по формуле
, (2.18)где Dbм – толщина межвитковой изоляции по ширине паза якоря;
Dbк – толщина корпусной изоляции по ширине паза якоря;
Dbп – толщина покровной изоляции по ширине паза якоря;
(0,2…0,3) – зазор на укладку секций в паз;
(0,15…0,2) – разница между размером паза в свету и размером паза.
, (2.19) 
, (2.20) 
, (2.21) 
Найдем ширину паза якоря
bп = 6,7 + 0,4 + 2,4 + 0,4 + 0,2 + 0,2 = 10,3 мм.
Полученные размеры паза якоря должны удовлетворять следующим условиям:
– bп = 10,3
– удовлетворяет;– hп = 33,1
– удовлетворяет. 
, (2.22) 
Ширина зубца на поверхности якоря bz1
, (2.23)
Шаг по пазам в расчетном сечении tz1/3(на высоте 1/3hп)
, (2.24)
Ширина зубца в расчетном сечении bz1/3
, (2.25)
Шаг по дну пазов
, (2.26) 
Ширина зубца у основания bz2
, (2.27)
Необходимо проконтролировать, чтобы выполнялось условие
bz2 ³ 7 мм, для обеспечения достаточной механической прочности зубца.
Магнитный поток находим по выражению
, (2.28)где ku – коэффициент, учитывающий потери напряжения на внутренних