Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники (стр. 7 из 9)

Число витков на полюс по (10.64) [2] с учетом выбранного сечения провода

329∙0,00000000502/(3500000× 0,00000001379²)=2481.

Потребная площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

2481∙0,0001²∙10⁶/0,84=30 мм²,

где

=0,82...0,88 – коэффициент, учитывающий возможные неточности намотки рядов провода в катушке. 3.12.20. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

1,2∙30=36 мм².

На основании

производится размещение обмотки возбуждения и уточнение высоты сердечника полюса.

Определяем номинальный ток возбуждения:

329/2481=0,13 А.

Полная длина обмотки

2×0,239×2481=1186 м.

Сопротивление обмотки возбуждения при

°С

=1186/(57×10⁶×0,00000000502)=4145 Ом.

Сопротивление обмотки возбуждения при

°С

1,22×4145=5057 Ом.

Масса меди параллельной обмотки

8900×1186×0,00000000502= 0,05 кг.

Выбираем изоляцию обмоток: изоляция сердечника: эпоксидная смола, толщина 1 мм.

3.13 Потери и КПД

Электрические потери в обмотке якоря по п. 10.10 [2]

2,21²×16,69=81,5 Вт.

Электрические потери в обмотке возбуждения

:

220×0,13= 28,6 Вт.

Электрические потери в переходном контакте щеток на коллекторе

2,5× 2,21=5,5 Вт.

Потери на трение щеток о коллектор

0,00004×30000×0,2×6,28=1,5 Вт,

где

- давление на щетку; для щетки марки ЭГ - 14 Па.

f = 0,2 - коэффициент трения щетки.

Потери в подшипниках определяются следующим путём [4].

Масса якоря с обмоткой и валом (стр. 232) [2]

6500∙ 0,073²∙0,044= 1,5 кг.

Масса коллектора с валом (стр. 232) [2]

6100∙0,04²∙0,009= 0,1 кг.

Потери в подшипниках

1,5∙( 1,5+ 1,5)∙ 300010^-3=7,2 Вт.

Потери на трение якоря о воздух при скорости вращения до 12000 об/мин

2∙ 0,073³∙3000³∙0,044∙10^-6=0,92 Вт.

Масса стали спинки ярма якоря по (10.103) [2]

7800× ×(( 0,073-2×0,02)²-0,015²)×0,044×0,95/4= 0,22 кг

Условная масса стали зубцов якоря по (10.101) [2]

7800×26× 0,0031 ∙0,02× 0,044 ×0,95= 0,53 кг

Магнитные потери в ярме якоря

a)

= =2/2×3000/60= 50 Гц;

б)

2,3×1,75×( 50/50)^1,4× 1,27²× 0,22=1,43 Вт,

где p_1,0/50=1,75 Вт/кг,

по табл 6-24 [2] для стали 2312.

Магнитные потери в зубцах якоря

2,3×1,75×( 50/50)^1,4× 1,36²× 0,53=3,95 Вт,

Добавочные потери

220× 2,6=5,72 Вт.

Сумма потерь

81,5+ 28,6+5,5+1,5+7,2+0,92+3,95+1,43+5,72 =136 Вт.

Потребляемая мощность

=400+136=536Вт.

Коэффициент полезного действия по (8-97) [2]

400/(400+136)= 0,746.

3.14 Рабочие характеристики

Для построения рабочих характеристик двигателя

при номинальном напряжении и токе возбуждения принимаем, что потери холостого хода с нагрузкой практически не изменяются и составляют:

1,5+7,2+0,92+3,95+1,43=15,00 Вт.

МДС поперечной реакции якоря

для нескольких значений тока якоря позволяют представим зависимостью от тока I в виде (п.12-14 [3]):

=66× / 2,21А.

МДС стабилизирующей обмотки возбуждения

для нескольких значений тока якоря представим зависимостью от тока I в виде :

=66,3× / 2,21А.

Продольная коммутационная МДС якоря на один полюс представим зависимостью от тока I

0,5∙11978∙( / 2,21)³∙ 0,0117/((6,126+(1,167+1) / 2,21))∙(1+0,2∙3,14∙0,115/(0,015∙ 6,638))=11,20∙ /(6,126+0,98 ) .

Задаваясь током якоря I_Т, определяем ЭДС обмотки якоря:

б)

220- ×16,69-2,5, В.

Вычисляем результирующую МДС возбуждения:

329-66× / 2,21+66,3× / 2,21+11,20∙ /(6,126+0,98 ), А.

По значению

программа автоматически находит из кривой холостого хода черт. РР1 удельную ЭДС якоря:

, .

Определяем скорость вращения якоря

, об/мин.

Ток якоря при холостом ходе

=15,00/220=0,07, A.

Вычисляем ток двигателя:

I_Т+0,13 A.

Потребляемая мощность двигателя

220×(I_Т+0,13) Вт.

Полезная мощность на валу двигателя

(220- ×16,69-2,5) -15,00-5,72×( 2,6/ / +0,13)² , Вт.

Коэффициент полезного действия

.

Вращающий момент

, Н×м.

Результаты расчетов, по пп.15.1-15.12 для ряда значений тока якоря I_Т, сведены в табл. 3.4, рабочие характеристики двигателя приведены на черт РР1.

Таблица 3.4 Рабочие характеристики двигателя

,					n,				h
0,13	0,07	216,3	329	0,0658	3287	0,07	44	0	0,000	0,000
0,13	0,5	208,9	329	0,066	3165	0,50	139	89	0,640	0,269
0,13	0,7	205,5	329	0,0658	3123	0,70	183	128	0,699	0,392
0,13	0,8	203,8	329	0,0658	3097	0,80	205	147	0,717	0,454
0,13	0,9	202,1	329	0,0658	3071	0,90	227	166	0,731	0,517
0,13	1	200,4	329	0,0658	3046	1,00	249	184	0,739	0,578
0,13	1,1	198,6	329	0,0658	3018	1,10	271	202	0,745	0,641
0,13	1,15	197,8	329	0,0658	3006	1,15	282	211	0,748	0,672
0,13	1,24	196,2	329	0,0658	2982	1,24	301	226	0,751	0,725

В результате расчета и построения рабочих характеристик двигателя установлены номинальные значения: