Двигуни постійного струму мають великий глибиною регулювання частоти обертання і зберігають у всьому діапазоні регулювання високий коефіцієнт корисної дії. Незважаючи на те, що при традиційній конструкції вони в 2 - 3 рази дорожче асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором їх застосовують у всіх тих випадках, коли їх властивості мають вирішальне значення. Двигуни постійного струму знаходять застосування в металообробних верстатах, з їх допомогою приводяться в дію прокатні стани (слябінги і блюмінги). Кранові двигуни знаходять застосування в приводах різних підйомних механізмів. Двигуни постійного струму широко використовуються в електричній тязі, наприклад, на магістральних електровози, як робочу силу двигунів на тепловозах, на приміських електропоїздах, в метрополітенах, на трамваях, тролейбусах і т.д. Двигуни постійного струму використовують для приводу в обертання гребних гвинтів на морських судах. Вони використовуються в автомобілях, тракторах, літаках та інших літальних апаратах, де є харчування на постійному струмі.
В даному курсовому проекті зроблено розрахунок двигуна постійного струму на основі двигуна типу 2П.
Серія машин постійного струму спроектована до 1974 року в повній відповідності з рекомендаціями Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК). Серія охоплює висоти осі обертання від 90 мм до 315 мм і діапазон потужностей від 0,37 кВт до 200 кВт. Машини цієї серії призначені для роботи в широко регульованих приводах.
В машинах серії, в порівнянні з машинами інших серій, підвищена перевантажувальна здатність, розширено діапазон регулювання частоти обертання, підвищена потужність на одиницю маси, поліпшені динамічні властивості, зменшені шум і вібрації, збільшена надійність і ресурс роботи. В основу побудови серії машин постійного струму був покладений габарит, а висота осі обертання.
Структура умовного позначення машин постійного струму серії:
,
де 1 - назва серії: друга серія машин постійного струму;
2 - виконання за способом захисту і вентиляції: - захищене з самовентиляцією, - захищене з незалежною вентиляцією від стороннього вентилятора, - закрите з природним охолодженням, - закрите із зовнішнім обдувом від стороннього вентилятора;
3 - висота осі обертання, мм;
4 - умовне позначення довжини сердечника якоря: - середня, - велика;
5 - буква за наявності вбудованого тахогенератора (в двигунах без тахогенератора - опускається);
Двигуни постійного струму серії призначені для роботи від мережі постійного струму або від тиристорних перетворювачів. Номінальна напруга якірного ланцюга 110, 220, 440 і 660 Вольт. У машинах з незалежним збудженням напруга джерела живлення обмотки збудження становить 110 В або 220 В.
Двигуни з висотою осі обертання і виконуються з двома головними полюсами, а при більшій висоті осі обертання - з чотирма полюсами. Двигуни серії виконуються з повним числом додаткових полюсів.
1. Визначення головних розмірів. Вибір електромагнітних навантажень
1.1 Визначення головних параметрів
1.1.1 Головними розмірами машини постійного струму є зовнішній діаметр якоря D і розрахункова довжина сердечника l # 948; .
Зовнішній діаметр якоря D визначається заданою висотою осі обертання
[1]. стр. 339, і він дорівнює
D = (h - 0,004) = 0,221 м (1.1)
1.1.2 Згідно з рекомендацією малюнка 8.9 [1] і малюнка 8.8 [1] вибираємо значення магнітної індукції в повітряному зазорі Тл і лінійної навантаження А / м. Згідно малюнку 8.7 [1] розрахунковий коефіцієнт полюсного перекриття в залежності від діаметра якоря приймаємо.
Розрахункова електромагнітна потужність:
де кВт - номінальна потужність двигуна,
Попереднє значення ККД електродвигуна вибираємо
по рис. 8-6 [1]: # 951; = 0,86
1.1.3 Визначаємо довжину сердечника якоря:
де - номінальна частота обертання ротора,
мм - діаметр якоря.
Довжина муздрамтеатру якоря дорівнює розрахунковій довжині машини.
1.1.4 Визначаємо відношення довжини муздрамтеатру якоря до його діаметру:
.
отримане # 955; задовольняє умові
1.2 Вибір типу обмотки якоря
1.2.1 Попереднє значення номінального струму двигуна:
де В - номінальна напруга.
1.2.2 Для вибору типу обмотки якоря двигуна постійного струму паралельного збудження необхідно значення номінального струму якоря.
Попереднє значення номінального струму якоря:
де - коефіцієнт, що визначає ставлення струму збудження до току якоря, по таблиці 8-10 [1]
,
Виходячи із прийнятого числа головних полюсів і попереднього значення струму якоря, приймаємо просту хвильову обмотку. Число паралельних гілок.
1.2.3 Струм паралельної гілки обмотки якоря, А:
1.3 Визначення обмотувальних даних
1.3.1 Попереднє значення числа провідників обмотки якоря:
.
1.3.2 При висоті осі обертання мм, зубцеву розподіл мм.
Визначаємо число пазів якоря:
,
.
1.3.3 Зубцеву розподіл
1.3.4 Число ефективних провідників в пазу:
.
.
1.3.6 Для того щоб обмотку виконати симетричною, необхідно число елементарних пазів в одному реальному прийняти непарним числом. Число витків в секції:
1.3.7 Число колекторних пластин:
1.3.8 Середня напруга між колекторними пластинами, В:
Результати розрахунку виконання обмотки при різних значеннях доцільно занести в таблицю 1.
Таблиця 1 - Результати розрахунку виконання обмотки при різних значеннях