регистрация / вход

Расчет электродвигателя

Санкт-Петербургский электротехнический колледж ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПЛАН ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ КОЛЛЕКТОРА АРОЧНОГО ТИПА Курсовой проект К558.180111.000

Санкт-Петербургский электротехнический колледж

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПЛАН ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ КОЛЛЕКТОРА АРОЧНОГО ТИПА


Курсовой проект К558.180111.000

Разработал Н.А. Семушина Проверил Н.Н. Филиппова


1999

СОДЕРЖАНИЕ 3

лист

Введение…………………………………………………………………………4

1.Производственная программа предприятия и планируемый объем продаж на 2000 год……………………………………………………………………………5

2.Потребность в основных производственных фондах и малоценных быстроизнашивающихся предметах………………………………………………..6

3.Расшифровка материальных затрат по изготовлению коллектора арочного типа……………………………………………………………………………………7

4.Штатное расписание…………………………………………………………8

5.Расчет полезного фонда рабочего времени рабочих-сдельщиков основного производства на 2000 год……………………………………………………………9

6.Нормативно-технологический перечень на изготовление коллектора арочного типа…………………………………………………………………………10

7.Тарифная сетка………………………………………………………………11

8.Калькуляция затрат на изготовление коллектора………………………….12

9.Протокол установления договорной оптовой цены на изготовление коллектора арочного типа……………………………………………………………14

10.Расчет соотношения постоянных и переменных производственных издержек………………………………………………………………………………15

11.План снижения затрат на выпуск продукции…………………………….16

12.План доходов и расходов………………………………………………….17

13.Смета расходов на производство и сбыт продукции…………………….18

14.Потребность в инвестициях и источники финансирования……………..19


Введение

1. План производства для бизнес - плана практически разрабатывается также как и любой производственный план предприятия.

В этой части бизнес плана дается содержание и полное описание производственного процесса:

1. Расчет производственной программы;

2. Технологическая схема;

3. Список производственного оборудования (основные оборотные фонды);

4. Расшифровка сырья и материалов с указанием поставщиков, стоимости и условий поставки;

5. Размещение производства.

2. Деятельность любого предприятия должна обязательно заранее планироваться. Внутрифирменное (внутризаводское) планирование охватывает все стороны жизни предприятия, и включает в себя множество планов.

1. План производства;

2. План реализации продукции;

3. План затрат на производство;

4. План по труду и заработной плате;

5. План материально - технического снабжения и много других планов объединенных общей целью.

Любому бизнес — плану присуще черты, вытекающие из сущности планирования, как одной из функций управления.

Бизнес - план должен быть убедительным, аргументированным и привлекательным для каждого из партнеров (имидж фирмы), быть кратким. Наиболее характерные цели, во имя достижения которых разрабатываются проекты и составляются бизнес - планы:

1. Увеличение прибыли;

2. Повышение рентабельности производства;

3. Повышения эффективности использования основного оборотного капитала;

4. Повышение эффективности капиталовложения;

5. Оздоровление финансового положения;

6. Предупреждение банкротства.

3. Коллекторы арочного типа применяются в электрических машинах постоянного тока, которые нашли наибольшее применения. Например: в приводах устройств автоматики, прокатных станов, шахтных подъемов и других механизмов. Также они широко используются для привода подъемных средств в качестве крановых двигателей и привода транспортных средств в качестве тяговых двигателей.

Заводу "Электросила", с точки зрения спроса на коллекторные машины, выгодно выпускать коллекторы арочного типа.

Коллектор арочного типа представляет собой спрессованные медные пластины одетые на втулку, через миканитовые манжеты и изоляционный цилиндр.


5

Таблица 8.

Производственная программа предприятия и планируемый объем продаж на2000 год.

№п/п


Наимено­вание продук­ции


1999 г. фактически


2000 г. план


Объем выпуска продукц, в натур. выраж,


Цена единицы продук­ции.


Объем продаж продукц,


Объем выпуска продукц. в натур. выраж,


Цена единицы продук­ции.


Объем продаж продук­ции.


1


2


3


4


5


6


7


8


1


Изготовл ение кол­лектора


5700


950


5700000


6000


1000


6.000.000


2


Итого:


5700


950


5700000


6000


1000


6,000.000



Производственная программа на2000 год разработана с учетом роста выпуска продукции учетом роста 5.26 по отношению к1999 году).

6

Таблица 9.

Потребность в основных производственных фондах и малоценных быстро изнашивающихся предметах.


ОПФи


1999 г, фактически


2000 г. план


на


в


на


в


план к


На


п/п


МБП


01.01.99


ведено


01.01.200


ведено


выбытию


01.01.2001






0





1


2


3


4


5


6


7


8


I


О.П.Ф.








1.


Здания со-


991800


52200


1044000


-


.


1044000



2.

3.


оружения Транспорт Машины и



330600 1983600



17400 104400



348000 2088000


-


-



348000

2088000



оборудование








4.


ИтогоЮПФ


3306000


174000


3480000


-


-


3480000


II


МБП








1.

2. 3.


Инструмент Прочие Итого: МБП


98800 395200 494000


5200

20800 26000


104000 416000 520000


-


-


104000 416000 520000


4.


Итого:









ОПФ+МБП


3800000


200000


4000000


-


-


4.000.000



Для выпуска продукции необходимы в наличии следующие основные производственные фонды:

— здания, сооружения, транспорт, машины и оборудование, инстру­мент, прочие, а также МБП.

Показателями уровня использования основных производственных фондов являются фонды отдачи, фонды вооруженности и рентабельности О.П.Ф.

Фонд.

Износ основных фондов 14% в год.

Сумма амортизации.

Износ МБП 50% всего амортизация ОПФ и МБП

ОПФ-14% 3480000-14%

--------------- = ------------------- =4872

100

+ = 7472

МБП ·50% 520000 ·50%

------------------ = ------------------- = 2600

100 100

Показатели использования ОПФ являются фонды отдачи.

N r 7214400

Фотд = ------- = ------------- = 2,073

Фср.2 3480000

Фонд вооруженность

Фср.2 3480000

Фотд = ------- = ------------- = 0,482

N r 7214400

Рентабельность ОПФ

Г 910 · 50%

Фг = ------- = ------------- = 0,089 9%

Фср.2 3480000


7

Таблица 5.

Расшифровка материальных затрат по изготовлению коллектора арочного типа.

№п/п


Наименование


Единицы измерения


Кол-во


Цена


Стоимость


Примеч.


1


2


3


4


5


6


7


I


Сырье и мате­риалы

1,Лак


Шт

Гк


1

0,5



24



12




2,








4.








Всего:





250



II


Коллект. изде­








Лия








1, Петушок 2, Кол.пласт.








3, Миканитные прокладки








Всего:





100




Итого:





350




Перечень материалов необходимых для выпуска данного изделия раз­рабатывается в соответствии с действующими техническими и технологиче­скими документами на данное изделие, а также ГОСТов, ОСТов, стандартов и др. При покупке данных материалов необходимо провести определенные маркетинговые исследования с целью приобретения сырья материалов по­купных изделий высокого качества и по достаточно низким ценам.

8

Таблица 2.

Штатное расписание 000 "БРИГАНТИНА" на 2000 год.

№п/п


Наименование должность


Кол-во должност.


Оклад

В/М


Надбавки


Доплата


Всего


Примеча­ние


1


2


3


4


5


6


7


8



1.

2.

3.

4.


Руководители (специалисты) Директор

Главный тех­нолог Главный бух­галтер

Производств. мастер



1

1

1

1



4000 3800

3900 3500



500 500

400

500



200 200

200 200



4700 4500

4500

4200




Итого


4


15200


1900


800


17900




1.


Секретарь


1


2500


-


-


2500



2.


Бухгалтер-кассир


2


2500


200


-


5400




Итого


3


5000


200


-


7900



1


МОП Гардеробщик


2


500


200



1400




Итого


2


500


200


-


1400



1


Охрана Охранник


2


1500


100


100


3200




Итого


2


1500


100


100


3200



1


Рабочие 2раз.

Слесарь 1раз.

—"— 3раз.

—"—4.раз.

—"— 5раз.


12

3

10

4

4



1104

1472

1840

2024



100

100

140

140



110

147 184

202



3942 7190

8472 9464




Итого


33


6440


480


646


39068




1

2

3


Вспомогатель­ные рабочие

Уборщик

Инструмен­тальщик

Рабочий по ремонту обо­рудования



1

1

2



800 1000

1500



50 50

50


-



850 1050

3100




Итого


4


3300


150


-


5000




Штатное расписание разрабатывается на предприятии с целью произведения расчета всей численности ППП и суммы з/п, в фонд оплаты труда включаются должностные оклады, надбавки, доплаты и др. с целью произ-оплаты труда


9

Таблица 4.

Расчет полезного фонда рабочего времени рабочих сдельщиков основного производства на 2000 год

№п/п


Показатели


Единица измерения


Всего



2


3


4


1


Коллекторный фонд рабочего времени


Дни


366


?,


Выходные и праздничные дни


Дни


114


3


Потери:

болезни

— отпуск без сохранения з/п

— очередной отпуск

— выполнение гос. Обязанностей

— прочее


%

дни


10%


25


4


Полезный фонд рабочего времени


дни


227


5


Продолжительность рабочего дня


час


8



7


Численность рабочих


чел.


33


8


Всего полезный фонд рабочего времени всех рабочих-сдельщиков


час


59928



Для планирования численности основных рабочих-сдельщиков, а так­же для расчета производственной программы предприятия на год, необхо­димо произвести расчеты полезного фонда рабочего времени на 1 рабочего и всех рабочих-сдельщиков основного производства в целом.

Исходными данными для расчета является календарный фонд рабоче­го времени, плановые потери рабочего времени в год. Зная все полезное время рабочих сдельщиков и время затраченное на изготовление одного из­делия определяем выпуск продукции в натуральном выражении, а имея портфель заказов на год в натуральном выражении можно рассчитать чис­ленность рабочих сдельщиков исходя из их квалификации, разрядов, работ.

10

Таблица 3.

Нормативно-технологический перечень на изготовление коллектора арочного типа

№п/п


Перечень работ


Ед. измер.


Кол-во


Разряд работ


Трудо-емк.


Тариф. ставка


Осн-ая

3/П


Премия


Примеч


1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


1


Изучение докумен,


шт.


1


2

4

1


0,5

0,5

1


6

10

4


3

5

4




2



шт.


1


2

2


1

2


6

6


6

12




3



шт.


1


3

4

4


2

1

0,75


8

10

10


16 10

7.5




4



шт,


1


5

3


0,75

0,25


12

8


9

2




5



шт.


1


5


0,25


12


3





Итого





10


8.05


80,5





Нормативно-технологический перечень на изготовление коллектора разрабатывается на основе типового технического процесса, ГОСТов, стан­дартов. Нормативно технологический перечень позволяет увидеть трудоем­кость выполняемых работ з/п рабочих-сдельщиков, среднюю тарифную ставку на изготовление 1 изделия.

Зная полезный фонд рабочего времени одного рабочего и времени ко­торое расходуется на изготовление одного изделия по разрядам, колличе-ство изделий заказанных на год, определяем численность рабочих-сдельщиков необходимых на выпуск продукции в 2000 году.

11

Таблица 1.

Тарифная сетка

Разряды


1


2


3


4


5


6


7


8


Стоимость одного норма часа


4


6


8


10


12


14


16


18



Тарифная сетка разрабатывается на предприятии и утверждается его руководителем. Тарифная сетка представляет собой совокупность тарифных ставок и разрядов.

Разряды выполняемых работ берутся на основании сложности выпол­няемых работ в строгом соответствии с единым тарифно квалификацион­ным справочником должностей, профессий. Размер тарифных ставок при­нимаются в размерах:

1р. - неможет быть ниже из расчета минимальной з/п принятой в РФ. Максимальный размер зависит от финансового состояния предприятия и предельной себестоимости выпускаемых изделий.

12

Таблица 6.

Калькуляция затрат на изготовление коллектора

№п/п


Статьи затрат


Стоимость в рублях


1


2


3



13


Итого: производственная себестоимость


670


14


Вне плановые расходы


20,10


15


Итого: плановая себестоимость продукции


690,0



19


Оптовая цена с НДС


1200



1. Стоимость сырья и материалов.

2. и комплектующих изделий, принимается из таблицы 5, пункт итого.

3. Топливо и энергия - 3% от пункта 1 +2.

4. Заработная плата основных производственных работ принимается из таблицы 3, всего - тарифная зарплата.

5. Отчисления на социальные нужды.

— пенсионный фонд - 28%

— социальное страхование - 5,4%

— медицинское страхование - 3,6%

— фонд занятости - 1,5%

всего 38,5% от пункта 4

6. Расходы на подготовку и освоение производства - 15% от пункта 4.

7. Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования - 56% от пункта 4.

8. Цеховые расходы - 95% от пункта 4.

9. Общезаводские расходы - 755 от пункта 4.

10. Износ инструмента и спец. оснастки - 45 от пункта 4.


13

11. Потери от брака по плану не планируются.

12. Прочие производственные расходы 12% от пункта 4.

13. Сумма всех затрат с 1 по 12 производственная стоимость.

14. Все плановые расходы - 3% от пункта 13.

15. Плановая себестоимость продукции -13+14.

16. Прибыль. Рентабельность принимается в размере -45% от себе­стоимости.

прибыль

рентабельность = —————-—-- 100%

себестоимость

17. Оптовая цена - 16+15.

18. НДС - 20% от пункта 17.

19. Оптовая цена с НДС -18+17.

Калькуляция затрат на единицу изделия разрабатывается с целью по­лучения полного объема целесообразных затрат на выпуск единицы про­дукции. .

Размер рентабельности должен обеспечивать предварительную уплату налогов, сборов в бюджет, а также созданием социальных фондов пред­приятия, фондов развития предприятия, фонда дивидентов и др.

Оптовая цена на изделие должна быть оптимальной и обеспечивать реализацию продукции.

14

Таблица 7.

Протокол установления договорной оптовой цены на изготовление коллектора арочного типа

№п/п


Шифр

Оптовой цены


Наимено­вание про­дукции


ГОСТ


Единица измерения


Цена


НДС


1


00-0001


Изготовление


Документ


шт.


1000


200




коллектора


утвержд.







арочного ти­па


руковод. предприятия






Протокол договорной оптовой цены утверждается руководителем предприятия по согласованию с заказчиком.

15

Таблица 11.

Расчет соотношения постоянных и переменных производственных издержек

№п/п


Наименование издержек


Всего в рублях


1


2


3



2.


Переменные


2529060


2.1.


Основная з/п производств, рабочих-сдельщиков


354068



3.


Отношение постоянных затрат к переменным (коэффициентам)


0,64



Расчет постоянных и переменных издержек необходимых для выпол­нения оптимальной суммы постоянных и переменных затрат коэффициент 0,64 показывает, что удельный вес переменных издержек гораздо выше, чем удельный вес постоянных в общем объеме затрат. Такое соотношение обес­печивает стабильность работы предприятия.

16

Таблица 12.

План снижения затрат на выпуск продукции

№п/п


Факт снижения затрат


Всего в рублях


1


2


3



2


Внедрение новых технических процессов и новейшей тех­нологии


-


3


Освоение и внедрение передовых приемов и методов труда


125000


4


Итого:


194900



Для обеспечения эффективности деятельности предприятия необходи­мо постоянно проводить мероприятия направленные на снижение себестои­мости выпускаемой продукции основными факторами снижения затрат и роста производительности труда являются:

—пересмотр норм времени. Их снижение.

— внедрение новых технологических процессов и новейших техноло­гии.

— освоение и внедрение передовых приемов и методов. Всего экономический эффект составил 194900 руб.

17

Таблица 13.

План доходов и расходов

№п/п


Наименование показателей


1999г. (факт.)


2000 г. (план)



1.


Выручка от реализации


5700000


6000000



7.


Доходы и расходы от вне реализованных предприятий


47500


50000

8.


Балансовая прибыль


1844900


1942000



10.


Чистая прибыль


1125389


1184620



План доходов и расходов является одним из основных разделов биз­нес-плана и позволяет рассчитать полную сумму балансовой прибыли кото­рая складывается из прибыли от реализации прибыли от прочей реализации и сальдо расходов доходов по вне реализованным операциям.

Производственная программа 2000 года обеспечивает получение ба­лансовой прибыли в сумме 194200, что позволяет произвести уплату нало­гов и сборов в бюджет в сумме 757380 и получение чистой прибыли в сумме 1184620.

Чистая прибыль направляется на преувеличение социальной сферы предприятия на разработку и внедрение прогрессивных технологий новей­шей техники, выплату дивидентов.

18

Таблица 10.

Система расходов на производство и сбыт продукции

№п/п


Наименование показателей


1999г.

(факт.)


2000 г. (план)


1.


Объем продаж всего


5700000


6000000


2.


Себестоимость всего


3938700


4146000


2.1.


Материальные затраты


2111588


2222724



6.


Чистая прибыль


1125389


1184622



Смета расходов показывает, что выпуск данной продукции обеспече­ния предприятию получение чистой суммы в прибыли 1184620.

19

Таблица 14.

Потребность в инвестициях и источники финансирования


№п/п


Потребность в инвестициях


1999г.

(факт.)


2000 г. (план)


1.


Основной капитал: - всего:


427500


450000



3-


Итого: Потребность в инвестициях


760000


800000



Развитие предприятия с привлечением инвестиций позволяет гораздо эффективнее использовать наличные средства, средства инвестора целесо­образно вкладывать в :

основной капитал

здания и сооружения

рабочие машины и оборудование

транспортные средства

прочие основные фонды

оборотный капитал

запасы и затраты

денежные средства



СОДЕРЖАНИЕ


ЛИСТ


Введение 3

Исходные данные 4

1. Главные размеры двигателя 5

2. Дополнительные размеры 6

3. Обмотка якоря 8

4. Пазы якоря полузакрытые, овальные 9

5. Размеры секции и сопротивление обмотки якоря 11

6. Расчет магнитной цепи 12

7. Обмотка вобуждения 15

8. Обмотка добавочных полюсов 17

9. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов 18

10. Щетки и коллектор 21

11. Расчет коммутации 22

12. Потери и КПД 23

13. Рабочие характеристики двигателя 26

14. Тепловой расчет 27













К 558. 180111. 000
Изм Лист № Документа Пдпись Дата
Разработал Семушина

Электрические Литера Лист Листов
Проверил Амос

машины у

2 28






Н. Контр.



СПЭТК







Введение:

Электромашиностроение - это основная отрасль электротехнической промышленности, изготавливающая генераторы для производства электроэнергии и электродвигатели для привода станков и механизмов.

Основным достижением в области турбогенераторостроения является разработка и освоение в производстве турбогенератора мощностью 500, 800,

1200 Вт.

В области гидрогенератора строения весьма важными достижениями является содержание мощных генераторов с высокими технологическими показаниями.

Достигнуты успехи в производстве крупных электродвигателей. Разработаны и освоены в производстве единые серии электрические машины: серия трехфазных асинхронных двигателей 4А и серии машин постоянного тока 2П.

Проектирование электрической машины - это сложная комплексная задача, включающая расчет и выбор размеров статора, ротора и других электрических машин и конструировании статей и сборочных единиц с последующей компоновкой электрических машин в целом.

Главной задачей электромашиностроения является создание новых образцов электрических машин с высокими технологическими показателями, совершенных в эксплуатации, удовлетворяющих различным требованиям.


РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА


Исходные данные:


номинальная мощность Pном=3 кВт;

номинальное напряжение сети Uном=220 В;

номинальная частота вращения nном=1500 об/мин;

высота оси вращения h=250 мм;

степень защиты IP22;

способ охлаждения IC01;

способ возбуждения - параллельное с последовательной стабилизирующей обмоткой;

максимальная частота вращения nmax=2200 об/мин;

класс нагревостойкости изоляции F;

режим работы - продолжительный.


1. Главные размеры двигателя


1.1. Предварительное значение КПД при номинальной нагрузке

’ном = 0,755

1.2. Расчетная мощность двигателя

Pi = kд / Pном = 1,07 / 3 = 2,8 кВт,

где kд = 1,07.

1.3. Наружный диаметр якоря и число главных полюсов

D2 = 112 мм; 2p = 4.

1.4. Предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия при

2p = 4 и D2 = 112 мм ’i =0,65.

1.5. Предварительное значение максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре

B’ = 0,58 Тл.

1.6. Предварительное значение линейной нагрузки

А’2 = 210 102 А/м.

1.7. Расчетная длина сердечника якоря

6,1 1012 Pi 6,1 1012 2,8

li = _________________________________ = __________________________________________ = 114 мм.

k’в k’об ’i nном D22 B’ A’2 1 1 0,65 1500 1122 0,58 210 102

1.8. Коэффициент длины сердечника якоря

 = li / D2 = 114 / 112 = 1,02,

что находится в пределах рекомендуемых значений.

1.9. Внутренний диаметр сердечника якоря

D2вн = 0,31 D2 = 0,31 112 = 39,2.



2. Дополнительные размеры


2.1. В соответствии с таблицей принимаем: марка электротехнической стали сердечника якоря - 2013; форма пазов на якоре - полузакрытые овальные (см.рис. 1); тип обмотки якоря - всыпная.


Рис. 1.

2.2. В соответствии с таблицей предусматриваем в сердечнике якоря аксиальные вентиляционные каналы в один ряд,

число каналов nк2 = 0,

диаметр одного канала dк2 = 0.

2.3. Конструктивная длина сердечника якоря

l2 = li = 114 мм.

2.4. Воздушный зазор эксцентричный. По рисунку принимаем

0,9 мм,

тогда

max = 0,9 / 1,5 = 0,6 мм;

min = 0,9 2 = 1,8 мм.

2.5. Длина сердечника главного полюса

lm = l2 = 114 мм.

2.6. Предварительное значение высоты главного полюса

hm = 40 мм.

2.7. Полюсное деление

D2 / 2p = 3,14 112 / 4 = 88 мм.

2.8. Магнитная индукция в сердечнике главного полюса

Bm = 1,65 Тл.

2.9. Ширина сердечника главного полюса

B ’’i ’ 0,58 0,65 88 1,2

bm = _______________ = _______________________ = 24 мм.

k’c1 Bm 0,98 1,65

2.10. Ширина выступа полюсного наконечника главного полюса

bmн = 0,10 bm = 1,10 24  2 мм.

2.11. Высота полюсного наконечника в основании выступа

B ’ 0,58

hm = ___________ (bp - bm)= _________________ (57 - 24)= 7 мм,

1,67 Bm 1,67 1,65

где длина полюсного наконечника

bp = ’i = 0,65 88 = 57 мм.

2.12. Сердечники главных и добавочных полюсов изготавливаем из электротехнической стали марки 3411 толщиной 1 мм (kc = 0,98).


2.13. Длина сердечника добавочного полюса

lд = l2 = 114 мм.

2.14. Ширина сердечника добавочного полюса

bд = 20 мм.

Число добавочных полюсов

2pд = 4.

2.15. Воздушный зазор между якорем и добавочным полюсом

д = 3 мм.

2.16. Длина станины

lc1 = l2 + kl  = 114 + 0,65 88 = 171 мм,

где kl = 0,65. Материал станины - сталь марки Ст3.

2.17. Толщина станины

B’’i ’ l2 0,58 0,65 88 1,2 114

hc1 = ___________________ = ___________________________ ~ 10,3 мм,

2 Bc1 lc1 2 1,28 171

где Bc1 = 1,28 Тл.

2.18. Внутренний диаметр станины

D1вн = D2 + 2min + 2hm + 2= 112 + 2 0,6 + 2 40 + 2 0,9 = 195 мм.

2.19. Наружный диаметр станины

D1 = D1вн + 2hc1 = 195 + 2 10,3 = 215,6 мм.


3. Обмотка якоря


3.1. Номинальный ток якоря

Pном 103 3 103

I2ном = _______________ (1 - ki) = ______________ (1 - 0,1) = 16 А,

’ном Uном 0,755 220

Так как I2ном < 700 А, то в соответствии с таблицей принимаем простую волновую обмотку якоря 2а2 = 2.

3.2. Принимаем зубцовое деление

t2 = 15 мм.

3.3. Число пазов якоря

z2 = D2 / t2 = 3,14 112 / 15 = 23 паза,

что удовлетворяет требованиям таблицы.

3.4. Число эффективных проводников в обмотке якоря

N2 = A’2 D2 2а2 / I’2ном 103 = 210 102 3,14 112 2 / 16 103 = 923.

Принимаем

N2 =920,

тогда

N2 / z2 = 920 / 23 = 40.

3.5. Диаметр коллектора

Dк = 0,80 D2 = 0,80 112 = 90 мм,

что соответствует стандартному значению Dк .

Максимальная окружная скорость на коллекторе

vmax =  Dк nmax / 60 103 = 3,14 78 1500 / 60 103 = 7 м/с,

что не превышает допускаемого значения 40 м/с.

3.6. Составляем таблицу вариантов.

Так как напряжение Uк не должно превышать 16 В, принимаем

№ Варианта Uп K=Uп z2 Dк, мм tк , мм

N2

Wc2= _____

2K

Uк ,В

5 115 90 3,0 4 7,6

3.7. Шаги обмотки якоря:

первый частичный шаг по якорю

y1 = (zэ / 2p) + = (115 / 4 ) + 0,25 = 29;

шаг обмотки по коллектору

yк = (K + 1) / p = (115 + 1) / 2 = 57;

шаг обмотки по реальным пазам

yz = (z2 / 2p) +  = (23 / 4) + 0,25 = 6.

3.8. Уточненное значение линейной нагрузки

N2 I2ном 920 16

A2 = ________________ = ____________________ = 209 10 2 А/м

2а2  D2 10-3 2 3,14 112 10-3

где

N2 = 2Uп z2 c2 = 2 5 23 4 = 920.


4. Пазы якоря полузакрытые овальные


4.1. Частота перемагничивания якоря

f2 = p nном / 60 = 2 1500 / 60 = 50 Гц.

4.2. Ширина зубца якоря в его основании

bz2min = B ’ t2 / kc2 B ’z2max = 15 0,58 / 0,95 2,3 = 3,98 мм,

где

Bz2max = 2,3 Тл.

4.3. Высота зубца якоря

hz2 = 21 мм.

4.4. Высота спинки якоря

D2 - D2вн (112 - 39)

hc2 = _____________ - hz2 = _______________ - 21= 15,5 мм.

2 2

4.5. Магнитная индукция в спинке якоря

B’ ’i 

Bс2 = _________________________ = _________________________________ = 0,78 Тл.

2kc2 (hc2 - __ dк2) 2 0,95 (15,5 - __ 0)

4.6. Ширина паза

 (A2 - 2 hz2) 3,14 (112 - 2 19)

bп2 = __________________ - bz2min = ____________________ - 3,86 = 6,24 мм.

z2 23

4.7. Диаметр меньшей окружности паза

 (D2 - 2hz2) - z2 bz2 3,14 (112 - 2 0,8) - 23 3,98

dп2 = _____________________________ = ____________________________________________ = 5,46 мм.

z2 - 

4.8. Диаметр большой окружности паза

 (D2 - 2hш2) - z2 bz2 3,14 (112 - 2 0,8) - 23 3,98

d’п2 = _________________________ = _________________________________________ = 9,76 мм,

z2 +  23 + 3,14

Расстояние между центрами окружностей

hп2 = hz2 - hш2 - 0,5 (d’п2 + dп2) = 21 - 0,8 - 0,5 (9,76 + 5,46) = 12,6 мм.

4.9. Площадь паза в свету

Sп2 = ( / 8)[(d’п2 - bпр)2 + (dп2 - bпр)2] + 0,5 (d’п2 + dп2 - 2bпр) hп2 =

(3,14 / 8) [(9,76 - 0,1)2 + (5,46 -0,1)2]+ 0,5(9,76 + 5,46 - 2 0,1) 12,6 = 142 мм2,

где bпр = 0,1 припуск на сборку сердечника якоря по ширине паза.

4.10. Площадь паза, занимаемая обмоткой

Sоб = Sп2 - Sи - (Sкл + Sпр) = 142 - 17,2 - 8,19 = 116,6 мм2,

где Sи - площадь, занимаемая корпусной изоляцией, мм2

Sи ~ 0,5 bи ( d’п2 +  dп2 + 4hп2) = 0,5 0,35 (3,14 9,76 + 3,14 5,46 + 4 12,6) = =17,2 мм2,

Sкл + Sпр ~ 1,5 dп2 = 1,5 5,46 = 8,19 мм2.

4.11. Предварительное значение диаметра изолированного обмоточного провода круглого сечения

d’из = Kз2 Sоб z2 / N2 = 0,70 142 23 / 920 = 1,58 мм.

Уточненное значение коэффициента заполнения паза якоря при стандартном диаметре изолированного провода

Kз2 = N2 d2из / Sоб z2 = 920 (158)2 / 142 23 = 0,70


4.12. Допустима плотность тока

доп = (A2 доп) 10-6 / A2 = 1,1 1011 10-6 / 209 102 = 5,3 A/мм2,

при

D2 = 112 мм,

принимаем

A2 доп = 1,1 1011 А2/ мм3.

4.13. Плотность тока в обмотке якоря

2 = I2ном / 2a2 nэл q2эл = 16 / 2 1 1,767 = 4,53 А/мм2,

что не превышает допустимое значение плотности тока.

Конструкция изоляция пазовых и лобовых частей обмотки якоря при напряжении, не превышающем 600 В.


5. Размеры секции и сопротивление обмотки якоря


5.1. Среднее значение зубцового деления якоря

tср2 =  (D2 - hz2) / z2 = 3,14 (112 - 21) / 23 = 12,4 мм.

5.2. Средняя ширина секции обмотки якоря

bс,ср = tср2 yz = 12,4 6 = 74 мм.

5.3. Средняя длина одной лобовой части обмотки

bс,ср 74

bл2 = __________________________ - hz2 + 40 = ____________________________ - 21 + 40 = 285мм

1 - [( bп2 + 3,5) / t2]2 1 - [( 6,24 + 3,5) / 15]2

5.4. Средняя длина витка обмотки

lср2 = 2 (l2 + lл2) = 2 (114 + 285) = 798 мм.

5.5. Вылет лобовой части обмотки якоря

bс,ср (bп2 + 3,5) hz2 74 (6,24 + 3,5)

lв2 = _______ ___________________________ + _____ + 20 = ________ ____________________________ +

2 1 + [( bп2 + 3,5) / t2]2 2 2 1 - [( 6,24 + 3,5) / 15]2

21

+ _______ + 20 = 51 мм.

2

5.6. Активное сопротивление обмотки якоря

cu N2 lср2 103 24,4 10-9 920 798 103

r2 = ____________________ = ___________________________ = 1,26 Ом.

2(2a2)2 nэл q2эл 2 (2)2 1 1,767


6. Расчет магнитной цепи


6.1. Предварительное значение ЭДС двигателя при номинальной нагрузке

Е’2ном = 0,5 Uном (1 + ’ном ) = 0,5 220 (1 + 0,755) = 193 В.

6.2. Полезный магнитный поток

60а2 Е2ном 60 1 193

Ф = _________________ = ______________________ = 0,0042 Вб.

p N2 nном 2 920 1500

6.3. Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре

Ф 106 0,0042 106

B = ____________ = ________________ = 0,64 Тл.

’i li 0,65 88 114

6.4. Коэффициента воздушного зазора

k = kkб = 1,32 1,24 = 1,64

bп2 6,24

k= 1 + ___________________________ = 1 + _________________________________ = 1,32

t2 - bп2 + 5 t2 / bп2 15 - 6,24 + 5 0,9 15 / 6,24

nб lб hб 0,25 147 3

k= 1 + ___________________________ = 1 + _________________________________ = 1,33

l2 ( + hб) - nб lб hб 114 (0,9 + 3) - 0,25 147 3

где

nь lь = 0,25 l2 ; hб = 3 мм.

6.5. Магнитное напряжение воздушного зазора

F = 0,8 B k 103 = 0,8 0,5 0.9 1,3 103 = 478,8 A.

6.6. Магнитная индукция в наименованием сечением зубца

Bzmax = B t2 / kc2 bz2min = 0,34 15 / 0,95 3,98 = 2,54 Тл,

где

bz2min = 3,98.

6.7. Ширина зубца в его наибольшем расчетном сечении

bz2max = t2 - bп2 = 15 - 6,24 = 8,76 мм.

6.8. Ширина зубца в его среднем расчетном сечении

bz2ср = 0,5 (bz2min - bz2max ) = 0,5 (3,98 + 8,76) = 6,31 мм.

6.9. Магнитная индукция в расчетных сечениях зубца:

в наименьшем

Bz2max = 1,98 Тл;

в наибольшем

Bz2min = B t2 / kc2 bz2max = 0,64 15 / 0,95 8,76 = 1,15 Тл,

в среднем

Bz2ср = B t2 / kc2 bz2ср = 0,64 15 / 0,95 6б31 = 1,60 Тл,

6.10. Коэффициент для определения напряженности магнитного поля в наименьшем сечении зубца

kп2max = t2 / kc2 bz2min = 15 / 0,95 3,98 = 3,96.

6.11. Напряженность поля при

Bz2max = 1,94 Тл

для стали марки 2013

Hz2max = 1 104 А/м .


6.12. Напряженность поля при

Bz2min = 0,9 Тл

Bz2ср = 1,25 Тл

Hz2min = 190 А/м

Hz2ср = 430 А/м

6.13. Расчетное значение напряженности поля в зубце

Hz2 = (Hz2max +4Hz2ср + Hz2min) / 6= (1 104 + 4 430 + 190) / 6 = 320 103 А/м

6.14. Магнитное напряжение зубцового слоя якоря

Fz2 = Hz2 hz2 10-3 = 320 103 21 10-3 = 6720 А.

6.15. Магнитная индукция в спинке якоря

B i 

Bс2 = _________________________ = _________________________________ = 1,24 Тл.

2kc2 (hc2 - __ dк2) 2 0,95 (15,5 - __ 0)

6.16. Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке якоря

Lc2 = ( / 2p) (D2вн + hc2) + hc2 = (3,14 / 4)(39 + 15,5) + 15,5 = 58 мм.

6.17. Напряженность поля в спинке якоря

Hс2 = 225 A/м.

6.18. Магнитное напряжение спинки якоря

Fc2 = Hс2 Lc2 10-3 = 225 490 10-3 = 110 A.

6.19. Магнитная индукция в сердечнике главного полюса

гФ 106 1,2 0,0042 106

Bт = ______________ = ___________________ = 1,88 Тл.

lт kc1 bт 114 0,98 24

6.20. Напряженность поля в сердечнике главного полюса

Hт = 760 A/м

6.21. Магнитное напряжение сердечника главного полюса

Fт = Hт Lт 10-3 = 760 40 10-3 = 30 A,

где

Lт = hт = 40 мм.

6.22. Зазор между главным полюсом и станиной

тс1 = 2 lт 10-4 + 0,1 = 2 114 10-4 + 0,1 = 1, 122 мм.

6.23. Магнитное напряжение зазора между главным полюсом и станиной

Fтс= 0,8 Bт тс1103 = 0,8 1,45 0.122 103 = 141 A.

6.24. Магнитная индукция в спинке станины

гФ 106 1,2 0,0042 106 

Bт = ______________ = ___________________ = 1,43 Тл.

2 lс1 hc1 2 171,2 10,3

lс1 ~ l2 + kl  = 114 + 0,65 88 = 171,2

Полученное значение магнитной индукции мало отличается от принятого

6.25. Напряженность поля в спинке станины по таблице для массивных станин

Hс1 = 1127 A/м.

6.26. Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке станины

Lc1 = ( / 2p) (D1вн + hc1) + hc1 = (3,14 / 4)(195 + 10,3) + 10,3 = 171 мм.

6.27. Магнитное напряжение станины

Fc1 = Hс1 Lc1 10-3 = 1127 171 10-3 = 193 A.


6.28. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на пару полюсов в режиме холостого хода

Fво = 2 F + 2 Fz2 + Fc2 + 2 Fт + 2 Fтс + Fc1 =

= 2 478,8 + 2 6720 + 2 110 + 2 30 + 193 = 15385 A.


7. Обмотка возбуждения


7.1. Поперечная МДС обмотки якоря на пару полюсов

F2 = 0,5 N2 I2ном / 2a2 p = 0,5 920 16 / 2 2 = 1840 A.

7.2. Коэффициент учитывающий размагничивающее действие МДС поперечной реакции якоря при

Bz2max = 1,98 Тл,

F2 / Fво = 1840 / 15385 = 0,12

kp,2 = 0,175

7.3. Размагничивающее действие МДС поперечной реакции якоря на пару полюсов

Fqd = kp,2 F2 = 0,175 1840 = 322 A.

7.4. Требуемое значение МДС обмотки возбуждения при нагрузке на пару полюсов

Fв,н = Fво + Fqd - Fc = 15385 + 322 - 276 = 15431 A,

где МДС стабилизирующей обмотки на пару полюсов

Fc = 0,15 F2 = 0,15 1840 = 276 A.

7.5. Средняя длина витка многослойной полюсной катушки параллельного возбуждения

lср,к = 2 (lт + bт) +  (bк,ш + 2bиз + 2bз + 2bк) =

2 (114 + 24) + 3,14 (15 + 2 0,2 + 2 0,6 + 2 2) = 340 мм,

где ширина катушки

bк,ш = 15 мм,

толщина изоляции катушки

bиз = 0,2 мм,

односторонний зазор между катушкой и сердечником полюса

bз = 0,6 мм,

толщина каркаса

bк = 2 мм.

7.6. Площадь поперечного сечения обмоточного провода (при последовательном соединении всех полюсных катушек)

q’в = Fв,н kзап cu p lср,к 103 / Uв = 15431 1,05 24,4 10-9 340 103 = 0,157 мм2,

По таблице принимаем катушку возбуждения из изолированного провода круглого сечения, многослойную по ширине и высоте; принимаем провод марки ПЭТ - 155

qв = 1,539 мм2,

d = 1,4 мм2,

dиз = 1,485 мм2.

7.7. Число витков в полюсной катушке

к,в = Fв,н / 2 ’в qв = 15431 / 2 5 0,157 = 127,

где плотность тока по

’в = 5 A/мм2.

7.8. Сопротивление обмотки возбуждения

rв = cu 2к, в lср,к 103 / qв = 24,4 10-9 4 127 340 103 / 0,157= 27 Ом.

7.9. Наибольшее значение тока возбуждения

Iв = Uв / rв = 220 / 27 = 8,1 А.

7.10. Уточненное значение плотности тока в обмотке возбуждения

В = I в / qв = 8,1 / 1,539 = 5,2 А/мм2.


7.11. Число витков в полюсной катушке стабилизирующей обмотки

к,c = Fс ac / I2ном = 276 1 / 16 = 17,25 ,

принимаем

к,c = 17,

число параллельных ветвей

ac = 1 .

7.12. Площадь поперечного сечения обмоточного провода стабилизирующей обмотки

q’c = I2ном / ac  c = 16 / 1 4,9 = 3,265 мм2 .

7.13. По таблице принимаем для изготовления полюсных катушек стабилизирующей обмотки неизолированный медный провод круглого сечения.

qc =3,53 мм2,

d = 2,12 мм2,

dиз = 2,22 мм2.

7.14. Уточненное значение плотности тока в стабилизирующей обмотке

 c = I2ном / ac qc = 16 /1 3,53 = 4,532 А/мм2.

7.15. Радиус закругления медного провода катушки стабилизирующей обмотки

r = 0,5 (bc + 2bз) = 0,5 (4,25 + 2 0,6) = 2,725 мм,

минимально допустимый радиус закругления

rmin = 0,05 b2 / a = 0,05 4,252 / 0,80 = 1,13 мм.

7.16. Средняя длина витка катушки стабилизирующей обмотки

lср,к = 2 (lт + bт) +  (bк,с + 2 r) = 2 (114 +24) + 3,14 (13 + 2 2,725) = 334 мм,

где

bк,с = b = 13 мм.

7.17. Сопротивление стабилизирующей обмотки

2pcu lср,к к,c 103 4 24,4 10-9 340 17 103

rс = ________________________ = ____________________________ = 0,157 Ом.

ac2 qc 12 3,53


8. Обмотка добавочных полюсов


8.1. Число витков катушки добавочного полюса

к,д = kд F2 aд / 2I2ном =1,25 1840 1 / 2 16 = 71,875 витков,

принимаем

к,д = 72 витка,

где

aд = 1,

kд = 1,25

8.2. Площадь поперечного сечения проводника катушки добавочного полюса

q’д = I2ном / aд д = 16 / 1 4,9 = 3,26 мм2 .

 д = 4,9.

8.3. Принимаем для изготовления катушек добавочных полюсов голый медный провод круглого сечения по таблице

qд = 3,53 мм2.

8.4. Уточненное значение плотности тока в обмотке добавочных полюсов

д = I2ном / aд qд = 16 / 1 3,53 = 4,53 A/мм2 .

8.5. Средняя длина витка катушки добавочного полюса

lср,к = 2lд + (bд + bк,д + 2bз + 2bиз) = 2 114 + 3,14 (2 + 13 + 2 0,6 + 2 0,2) = =280 мм,

где

bк,д = b = 13,

bз = 0,6,

bиз = 0,2.

8.6. Сопротивление обмотки добавочных полюсов

cu lср,к к,д 2p 103 24,4 10-9 340 72 4 103

rд = ________________________ = ____________________________ = 0,66 Ом.

aд2 qд 12 3,53


9. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов


9.1. Ширина многослойной катушки главного полюса

bк,в = kp Nш dиз + bиз,пр = 1,05 10,1 1,485 + 2,4 = 18,1 мм,

где

Nш = bк,ш / dиз = 15 / 1,485 = 10,1

kp = 1,05,

bиз, пр = 2 + 0,2 2 =2,4 мм.

9.2. Высота многослойной катушки главного полюса с учетом разделения полюсной катушки на две части вентиляционным каналом шириной

bв,к = 0,

hк,в = kp Nв dиз + hиз,пр + bв,к = 1,05 12,5 1,485 + 1,485 0 = 21 мм,

где Nв - число изолированных проводов по высоте катушки:

Nв = к,в / Nш = 127 / 10,1 = 12,5;

высота прокладок и каркаса

hиз,пр = 1,485 мм.

9.3. Высота полюсной катушки стабилизирующей обмотки

hк,с = h + hиз,пр = 1,485 мм,

где

hиз,пр = 1,485 мм.

9.4. Общая высота катушек и вентиляционного канала главного полюса

hr,п = hк,в + hк,с = 21 + 1,485 = 22,485 мм.

9.5. Площадь занимаемая непосредственно в межполюсном окне двумя частями (секциями) катушки возбуждения, включая все прокладки и вентиляционный зазор

Qк,в = bк,в hк,в = 18,1 21 = 380 мм2.


Рис. 2.

Эскиз междуполюсного окна двигателя постоянного тока

(3 кВт, 220 В, 1500 об/мин).


9.6. Высота катушки добавочного полюса из неизолированной меди

hк,д = kp [к,д h + 0,3(к,д - 3)] + 2 =

= 1,05 [71,85 0 +0,3(71,85 - 3)] + 2 ~ 24 мм.

9.7. На рисунке показан эскиз межполюсного окна. При этом площадь занимаемая полюсной катушкой возбуждения из двух секций, включая вентиляционный зазор 0 мм, составляет Qк,в = 380 мм2, а компоновка этих секций такова, что минимальный воздушный промежуток между выступающими краями главных и добавочных полюсов, а так же между краями полюсных катушек и внутренней поверхностью станины составляет 0 мм.


10. Щетки и коллектор


10.1. Расчетная ширина щетки

Dк а2 90 1

bщ’ = kз,к bн,з _____ - tк (Nш + к - _____ ) = 0,75 31 _____ - 3 (4 + 0,25 - ___ ) = 7,68 мм;

D2 p 112 2

здесь

kз, к = 0,75;

tк = 3 мм;

bн, з =  - bр = 88 - 57 = 31 мм;

к = (K / 2p) - y1 = (115 / 4) - 29 = 0,25.

По таблице принимаем стандартную ширину щетки

bщ = 8 мм.

10.2. Число перекрываемых щеткой коллекторных делений

 = bщ / tк = 8 / 3 = 2,

что находится в пределах рекомендуемых значений для простой волновой обмотки якоря.

10.3. Контактная площадь всех щеток

 Sщ = 2 Iном / ’щ = 2 16 / 0,11 = 290 мм2 ,

где принимаем по таблице для электрографитированных щеток марки ЭГ14

щ = 0,11 А/мм2.

10.4. Контактная площадь щеток одного бракета

Sщ,,б =  Sщ / 2p = 290 / 4 = 73 мм2 .

10.5. Требуемая длина щетки

l’щ = Sщ ,б / bщ = 73 / 8 = 9,125 мм,

принимаем на одном бракете по одной щетке

(Nщ,б = 1).

Длина одной щетки

lщ = 10 мм.

10.6. Плотность тока под щеткой

щ = 2 Iном / Nщ,б bщ lщ 2p = 2 16 / 1 8 10 4 = 0,1 А/мм2 ,

что не превышает рекомендуемого значения

’щ = 0,11 А/ мм2.

10.7. Активная длина коллектора при шахматном расположении щеток

lк = Nщ,б (lщ + 8) + 10 = 1 (10 + 8) + 10 = 28 мм.

10.8. Ширина коллекторной пластины

bк = tк - bиз = 3 - 0,2 = 2,8 мм,

толщина изоляционной прокладки

bиз = 0,2 мм.


11. Расчет коммутации


11.1. Окружная скорость якоря

U2 =  D2 n 10-3 / 60 = 3,14 112 150 10-3 / 60 = 8,792 м/с.

11.2. Приведенный коэффициент проводимости пазового рассеяния якоря при круглых пазах

hz2 hш2 lл2 2,5 108 a2

 = 0,6 _____ + _____ + _____ + ___________________ _____ =

dп2 bш2 l2 c2 l2 A2 2 p

21 0,8 291 2,5 108 1

= 0,6 _____ + _____ + _____ + ________________________ _____ = 10,142 .

6,24 6,24 114 4 114 209 102 8,79 2

11.3. Реактивная ЭДС

Ep = 2 c2 li v2 10-5 = 2 4 114 209 102 8,792 6,49 10-5 = 10876 B.


12. Потери и КПД


12.1. Масса зубцового слоя якоря

dп2 + d’п2

Gz2 = 7,8 10-6 z2 bz2 (hп2 + _______________ ) li kc =

4

5,46 + 9,76

= 7,8 10-6 24 6,36 ( 12,6 _______________ ) 114 0,95 = 2,01 кг.

4

12.2. Масса стали спинки якоря

Gс2 = 7,8 10-6 {( / 4)[(D2 - 2 hz2)2 - D22вн - d2к2 nк2]} li kc =

= 7,8 10-6 {( / 4)[(112 - 2 21)2 - 39,22 - 0 0]}114 0,95 = 2,23 кг.

12.3. Магнитные потери в сердечнике якоря

Pм2 = 2,3 P1,0/50 (f2 / 50) (B2z2ср Gz2 + B2c2 Gс2) =

= 4,02 (1,252 2,60 + 0,972 2,88) = 27 Вт,

где

f2 = p n / 60 = 2 1500 / 60 = 50 Гц;

P1,0/50 = 1,75 Вт/кг;

 = 1,4;

принимаем

2,3 P1,0/50 (f2 / 50) = 4,02 Вт/кг;

12.4. Электрические потери в обмотке возбуждения

Pэ,в = U2в / rв = 2202 / 25,6 = 1891 Вт.

12.5. Электродвижущая сила якоря при номинальной нагрузке двигателя

P N2 2 920

E2ном = ___________ Фnном = ___________ 0,0048 1500= 193,2 В.

60а2 60 1

12.6. Уточненное значение тока якоря при номинальной нагрузке

I2ном = (Uном + E2ном - Uщ ) / r = (220 193,2 - 2,5) / 2,207 = 10,7 A,

r = r2 + rc +rд = 1,39 + 0,15 + 0,66 = 2,207 Ом,

Uщ = 2,5 В.

12.7. Электрические потери в обмотке якоря

Pэ2 = I22ном r2 = 10,72 1,39 = 162 Вт.

12.8. Электрические потери в обмотках статора, включенных последовательно с обмоткой якоря

Pэ,п1 = I22ном (rд + rc) = 10,72 (0,66 + 0,157) = 93,5 Вт.

12.9. Электрические потери в переходном щеточном контакте

Pэ,щ = Uщ I22ном = 2,5 10,7 = 26,75 Bт.

12.10. Потери на трение щеток о коллектор где окружная скорость на коллекторе

Pт,щ = 0,5  Sщ v2 = 0,5 290 7,06 = 10,24 Bт,

где окружная скорость на коллекторе

vк =  Dк nном / 60 10-3 = 3,14 90 1500 / 60 10-3 = 7,06 м/с.


12.11. Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию

Pт.п,в = 20 Вт


Рис.3.

Рабочие характеристики двигателя постоянного тока

( 3 кВт, 220 В, 1500 об/мин).


12.12. Суммарные механические потери

Pмех = Pт,щ + Pт.п,в = 10,24 + 20 = 30,24 Вт.

12.13. Добавочные потери

Pдоб = 0,001 Pном / ном 10-3 = 0,001 3 / 0,755 10-3 = 0,012 Вт.

12.14. Суммарные потери в двигателе

 P = (Pм2 + Pэ2 + Pэ,в + Pэ,п1 + Pэ,щ + Pмех + Pдоб) 10-3 =

= (27 = 162 + 1891 + 93,5 + 26,75 + 30,24 + 0,012) 10-3 = 2,23 кВт.

12.15. Коэффициент полезного действия двигателя при номинальной нагрузке

д,ном = 1 -  P/ P1 = 1 -2,23 / 4,3 = 0,48,

где

P1 = Uном (I2ном + Iв) 10-3 = 230 (10,7 + 8,6) 10-3 = 4,3 Вт.


13. Рабочие характеристики двигателя

Расчет рабочих характеристик двигателя приведен в таблице. По данным этой таблицы построены рабочие характеристики рисунок 3.


 = I2 / I2ном 0,2 0,50 0,75 1,0 1,25
I2 ,A 3,2 8 12 16 20
Pm2+Pэ,в+Pмех, Вт 121,82 109,62 164,43 219,24 121,82
Pэ2, Вт 32,4 81 20,16 162 202,5
Pэ,п 2, Вт 18,7 46,8 70,1 93,5 116,9
Pэ,щ, Вт 5,35 13,37 20,06 26,75 33,43
Pдоб, Вт 0,0025 0,006 0,009 0,012 0,015
 P, кВт 0,45 1,12 1,67 2,23 2,79
I=I2 +Iв,А 4,8 12,1 18,1 24,1 30,1

P1=Uном I10-3,

Вт

10,60 26,51 39,76 53,02 66,28
0,151 0,378 0,566 0,755 0,944
P2= P1 8,01 20,01 30,02 40,03 50,04
E2, B 38,6 96,6 144,9 193,2 241,5
n , об/мин 300 750 1125 1500 1875
М2, Н м 0,91 2,26 4,65 6,2 15,02

14. Тепловой расчет


14.1. Превышение температуры поверхности сердечника якоря над температурой воздуха внутри машины

Pэ2 (2l2 / lcp2) + Pм2 162 (2 114 / 798) + 27

пов2 = ____________________________ = __________________________________ = 13,60C

( D2 +nк2 dк2) l2  (3,14 112 + 0 0) 114 7 10-5

где

 = 7 10-5 Вт/(мм2 0С).

14.2. Периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения паза якоря

П2 = 0,5  (dп2 + d’п2) + 2hп2 = 0,5 3,14 (5,46 + 9,76) + 2 12,6 = 49 мм.

14.3. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки якоря

Pэ2 (2l2 / lcp2) Cb2 162 (2 114 / 798) 1,7

из2 = _________________ ________ = _______________________ _________ = 0,40C .

z2 П2 l2 экв 23 49 114 16 10-5

14.4. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины

Pэ2 (2l2 / lcp2) 162 (2 114 / 798)

из2 = _________________ = ________________________ = 1,840C .

2  D2 lв2  2 3,14 112 51 7 10-5

14.5. Перепад температуры в изоляции лобовых частей обмотки

Pэ2 (2l2 / lcp2) Cb2 162 (2 114 / 798) 1,7

из,л2 = _________________ ________ = ________________________ ________ = 0,110C .

2z2 Пл2 lл2 экв 2 23 49 114 16 10-5

где

Пл2 ~ П2 = 49 мм.

14.6. Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины

2l2 2lл2

из2 = ________ (пов2 + из2) + ________ (п2 + из,л2) =

lcp2 lcp2

2 114 2 114

= ________ (472,9 + 8,6) + ________ (531 + 1300) = 4,460C.

798 798

14.7. Сумма потерь

P’ = P - 0,1 (Pэ,в + Pэ,п1) = 2,23 - 0,1 (1891 + 93,5) = 196,22 Вт.

14.8. Условная поверхность охлаждения машины

Sм =  D1 (l2 + 2lв2 ) = 3,14 215,6 (114 + 2 51) = 147,2 103 мм2.

14.9. Среднее превышение температуры воздуха внутри машины над температурой охлаждающей среды

в = P’/ Sмв = 196,22 / 177,2 103 55 10-5 = 0,24 0C,

где

в = 55 10-5 Вт/(мм2 0С).

14.10. Среднее превышение температуры якоря над температурой охлаждающей среды

2 = ’+ в = 4,46 + 0,024 = 4,484 0C.


14.11. Условная поверхность охлаждения полюсной катушки возбуждения

Sк,в = lср,к Пк,в = 400 57 = 21600 мм2,

где

Пк,в = 54 мм.

14.12. Превышение температуры наружной поверхности охлаждения многослойной катушки главного полюса над температурой воздуха внутри машины

к,в = 0,9Pэ,в / 2p Sк,в 1 = 0,9 1891 / 4 21600 4,2 10-5 = 46,9 0C,

где

1 = 4,2 10-5 Вт/(мм2 0С).

14.13. Перепад температуры в изоляции полюсной катушки главного полюса

Pэ,в bиз 1891 0,2

из,к.в = 0,9 ________ _______ = ___________ _______ = 24,6 0С.

2p Sк,в экв 4 21600 16 10-5

14.14. Среднее превышение температуры катушки главного полюса над температурой внутри машины

к,в = к,в+ щ,к,в = 46,9 + 24,6 = 71,5 0C.

14.15. Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой охлаждающей среды

ов = ’к,в+ в = 71,5 + 0,024 = 71,524 0C.

14.16. Условная поверхность охлаждения однослойной катушки добавочного полюса

Sд = lср,к (к,д а + 0,6 b) = 346 (72 2,12 + 0,6 2,22) = 53 103 мм2 ,

где

lср,к = 346 мм.

14.17. Электрические потери в добавочном полюсе

Pэ,д = I22ном rд / ад = 10,72 0,68 / 1 = 78 Вт.

14.18. Превышение температуры наружной поверхности добавочного полюса над температурой воздуха внутри машины

к,д = 0,9Pэ,д / 2p Sд 1 = 0,9 78 / 4 53 103 4,2 10-5 = 87 0C.

14.19. Среднее превышение температуры обмотки добавочного полюса над температурой охлаждающей среды

д = к,д+ в = 87 + 0,024 = 87,024 0C.

14.20. Превышение температуры наружной поверхности коллектора над температурой воздуха внутри машины

Pэ,щ’ + Pт,щ 26,75 + 10,24

’копС,

Sкоп коп 44 103 17 10-5

где

Sкоп =  Dк lк = 3,14 90 154 = 44 103 мм2;

коп = 17 10-5 Вт/(мм2 0С).

14.21. Превышение температуры коллектора над температурой охлаждающей среды при входе воздуха со стороны коллектора

коп = ’коп =0,005 0С.

Таким образом, тепловой расчет показал, что превышение температуры различных частей двигателя не превышает допустимых значений для изоляции класса нагревостойкости .

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

Комментариев на модерации: 1.

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий