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

nб lб hб 0,25 147 3

kd2 = 1 + _ = 1 + _ = 1,33

l2 (d + 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

Fd = 0,8 Bd d kd 103 = 0,8 0,5 0.9 1,3 103 = 478,8 A.

6.6. Магнитная индукция в наименованием сечением зубца

Bzmax = Bd 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 = Bd t2 / kc2 bz2max = 0,64 15 / 0,95 8,76 = 1,15 Тл,

в среднем

Bz2ср = Bd 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

Bd ai t 0,64 0,65 88

Bс2 = _ = _ = 1,24 Тл.

2kc2 (hc2 - dк2) 2 0,95 (15,5 - 0)

6.16. Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке якоря

Lc2 = (p / 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

sг 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

dтс1 = 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

Fdтс= 0,8 Bт dтс1 103 = 0,8 1,45 0.122 103 = 141 A.

6.24. Магнитная индукция в спинке станины

sг Ф 106 1,2 0,0042 106

Bт = = _ = 1,43 Тл.

2 lс1 hc1 2 171,2 10,3

lс1 ~ l2 + kl t = 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 = (p / 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 Fd + 2 Fz2 + Fc2 + 2 Fт + 2 Fdтс + 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) + p (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 rcu 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

wк,в = Fв,н / 2 D’в qв = 15431 / 2 5 0,157 = 127,

где плотность тока по

D’в = 5 A/мм2.

7.8. Сопротивление обмотки возбуждения

rв = rcu 2 wк, 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

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

7.11. Число витков в полюсной катушке стабилизирующей обмотки

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

принимаем

wк,c = 17,

число параллельных ветвей

ac = 1 .

7.12. Площадь поперечного сечения обмоточного провода стабилизирующей обмотки

q’c = I2ном / ac D 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

D 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) + p (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

2prcu lср,к wк,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

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

принимаем

wк,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 .

D 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