bmн = 0,10 bm = 1,10 24 ~ 2 мм.

2.11. Высота полюсного наконечника в основании выступа

B ’d 0,58

hm = _ (bp - bm)= _ (57 - 24)= 7 мм,

1,67 Bm 1,67 1,65

где длина полюсного наконечника

bp = a’i t = 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

dд = 3 мм.

2.16. Длина станины

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

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

2.17. Толщина станины

B’d a’i t s ’ 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 + 2dmin + 2hm + 2d = 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,

h’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 = p D2 / t2 = 3,14 112 / 15 = 23 паза,

что удовлетворяет требованиям таблицы.

3.4. Число эффективных проводников в обмотке якоря

N2 = A’2 p 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 = p 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

3.7. Шаги обмотки якоря:

первый частичный шаг по якорю

y1 = (zэ / 2p) + e = (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) + e = (23 / 4) + 0,25 = 6.

3.8. Уточненное значение линейной нагрузки

N2 I2ном 920 16

A2 = = = 209 10 2 А/м

2а2 p D2 10-3 2 3,14 112 10-3

где

N2 = 2Uп z2 wc2 = 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 ’d 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’d a’i t 0,58 0,65 88

Bс2 = _ = _ = 0,78 Тл.

2kc2 (hc2 - dк2) 2 0,95 (15,5 - 0)

4.6. Ширина паза

p (A2 - 2 hz2) 3,14 (112 - 2 19)

bп2 = - bz2min = - 3,86 = 6,24 мм.

z2 23

4.7. Диаметр меньшей окружности паза

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

dп2 = _ = = 5,46 мм.

z2 - p 23 - 3,14

4.8. Диаметр большой окружности паза

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

d’п2 = _ = _ = 9,76 мм,

z2 + p 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 = (p / 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 (p d’п2 + p 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 = p (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

rcu 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 + h’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

Bd = = = 0,64 Тл.

a’i t li 0,65 88 114

6.4. Коэффициента воздушного зазора

kd = kd2 kб = 1,32 1,24 = 1,64

bп2 6,24

kd2 = 1 + _ = 1 + _ = 1,32