(495)510-98-15
|
Меню
|
Главная » Комплексная автоматизация производства 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 получим соответственно V ( м У у*- 4 ( м р У у V9~\SUSUJ Vp 256Л21 SMS[/ J Л 2рЬВг. 107 cos я/(4р) ; (6.25) [l + 2рбВг-107cosn/(4p) -j p2kwBr sin я/(2р) 2048Л2 I SMS[/ J (. p2kwBrkn ) (6.26) Из формул (6.25) и (6.26) следует, что объем роторов электрических машин пропорционален величине ( сМпг, У которая JlO21 0,8 0,6 0,4 0,2
Рис. 6.5. К определению объема постоянного магнита индуктора / - Л=1; 5 = 0,05; £ = 0,75; 9 = 3; 2-\=2; 6=0,025; &ш = 0.75; <7=з; 3 - Л=1; 6=0,025; А„=0,75; 9=3; 4-1=2; <5=о,о25; = 1; <7=1; 5 -Л=0,5; 6 = 0,025; kw = V, <7=1; 5 А,= 1; 6=0,025; *да=1; 7 = 1 О 1 2 3 4 5 S 7 8 зависит от пускового момента, а следовательно, и от мощности двигателя. Значение сомножителя У* в выражениях (6.25) и (6.26) зависит от свойств материала постоянных магнитов и от конструктивных особенностей индуктора машины. На рис. 6.5 представлены кривые зависимости V* =/(/?), построенные по выражениям для V, входящим в (6.25) и (6.26). Анализируя кривые У* = / (р), можно сделать важный вы- вод о нецелесообразности использования двухполюсных индукторов в электрических машинах вентильных двигателей, так как при заданных Мп, U их объем, а следовательно, масса и момент инерции сильно возрастают по сравнению с машинами, у которых р>\. Из кривых очевидно, что объем ротора машины можно значительно уменьшить, уменьшая относительный зазор б и выбирая рациональные значения %, q и kw. При выборе числа пар полюсов индуктора необходимо учитывать значение номинальной мощности и частоты вращения двигателя. При малых мощностях двигателя (единицы - десятки ватт) и при больших частотах вращения ротора, когда технологические трудности выполнения ДПР из-за малых размеров машины значительные, следует выбирать число пар полюсов, равное двум или трем. При этом объем ротора двигателя незначительно отличается от оптимального (рис. 6.5). При больших мощностях ВД (сотни ватт и более) и при малых частотах вращения ротора следует выбирать оп- 66- Поперечное сечение ~* г г j г беспазовои конструкции элек-тимальное число пар полюсов трической машины ИНДуКТОра, ЧТО существенно ПОЗВО- , МагннтопРовод статора; 2 - об- ляет снизить массу и объем ма- мотка якоря; з- ротор шины. Выше были определены соотношения между параметрами электрических машин, содержащих пазовый якорь. Для машин с гладким (беспазовым) якорем относительный зазор б в выражениях (6.23) и (6.24) должен быть определен из условия размещения якорной обмотки в нем по следующей методике. Поперечное сечение машины с беспазовым якорем приведено на рис. 6.6. Площадь сечения воздушного зазора машины в этом случае Q6 = я (Dp + б) б = я£>рб + яб2. (6.27) Необходимую для размещения якорной обмотки площадь сечения воздушного зазора определим из выражения n SMSN 2SwsSMS Qs--г- = -г-, (6.28) где й„ = 0,3...0,4 - коэффициент заполнения медью, значение которого выбирается с учетом обеспечения гарантированного воздушного зазора между обмоточным слоем и ротором; N = = 2Sws- общее число проводников якорной обмотки; S - число секций якорной обмотки. 1Д5 Зак. 978 Индуктор с цилиндрическим сплошные магнитом Индуктор коллекторного типа Kt + К, Кг {-0,5 + + V0.25 + K3/Vp ) где Ко = 0,73 К М р :0,92 a{2pX + n[l + \l(mq))} \l%2 Brp2kw sin я/(2р) 2Brp-\07 cosu/(4p) - .[-+т(-7)]! р/ем[2р^ + я(1+)] - для двухполупериодного питания секций (фаз) якорной обмотки; - для однополупериодного питания секций якорной обмотки К, + /С,ЛГ2 (-0,5 + + л/0,25 + АГз/Кр ) где К0 = 0,36 К,- 0,46 а{2рХ + п[\ + \/(тд)]} . 4%2 p2kwBrkh 2Brp2kh-\07 я3ап (1 - ап) Нс Wis1** РАи[2рЯ, + я(1+--)] - для двухполупериодного питания секций (фаз) якорной обмотки; - для однополупериодного питания секций якорной обмотки Примечание. Выражения справедливы при а =1. Подставляя в выражение (6.28) значение ws из (6.20), получим 2SSMS/?.,p kMpDp {2рХ + я [1 + ll(mq)]} (6.29) Для размещения якорной обмотки в воздушном Sasope машины необходимо выполнить условие Q*>Q, (6.30) которое с учетом выражений (6.27), (6.29) и 6 = б/Dp после преобразований принимает вид Ь2 + Ъ> nDiLabMP {2рЬ + я [1 + M(mq)\) (6.31) Решая неравенство (6.31) относительно Ь и учитывая, что что V =nDLJ4, получим 0.25 + . , . Т , ...-иг (6.32) 1 kapVp{2pX + n[\ + l/(mq)]} к г Подставляя в выражения (6.25) и (6.26) значение 6 и* (6.32), после упрощения и преобразований получим формулы для объема ротора машины с беспазовым якорем. Указанные формулы для машин с индуктором в виде цилиндрического-сплошного магнита и с индуктором коллекторного типа сведены в табл. 6.2. Трансцендентные уравнения для определения объема ротора машины с беспазовым якорем целесообразно решать для конкретных данных технического задания на проектирование методом итераций с использованием вычислительной техники. Найденный объем ротора (индуктора) по выражениям (6.25) > (6.26) и по формулам табл. 6.2 необходимо уточнить путем проверки его магнитов на устойчивость к размагничивающему действию реакции якоря известными методами [4,7,9]. 6.3. Расчет вольтодобавочного дросселя По обмотке вольтодобавочного дросселя протекает ток, равный току в секциях электродвигателя. Поэтому его размеры будут заметно влиять на массогабаритные показатели коммутатора. В связи с этим при выводе расчетных соотношений для определения геометрии и параметров дросселя следует исходить из стремления получить минимальный его объем. При идеальном холостом ходе к обмотке дросселя прикладывается напряжение ид = £0 sin 2pQ0t, (6.33) которое уравновешивается ЭДС, наводимой в обмотке дросселя, т. е. ид=-ед = 2а,д5с--. (6.34) где шд - число витков обмотки дросселя; Sc - поперечное сечение магнитопровода; ВА - магнитная индукция в магнитопро-воде. С учетом формулы (6.33) проинтегрируем выражение (6.34) в пределах от 0 до л и от -Bs до +BS, где Bs - индукция насыщения материала магнитопровода. В результате после упрощения получим Обратимся к рис. 6.7, где представлено поперечное сечение дросселя. Для получения минимально возможного объема дросселя при заданной величине К необходимо выбирать оптимальные соотношения между параметрами тл, Sc и геометрическими размерами магнитопровода D, d, b. Размер d0 определяется типом используемого для намотки обмотки обмоточного станка и видом крепления дросселя к шасси. Обычно d0 = (0,3 ... ...0,5)rf. Тогда площадь окна дросселя, занимаемая обмоткой, например, при do = 0,43d равна 0,81 При заданном шд должно выполняться неравенство 0,81 2f2w± и ли w д < 0,81 4м- d2, (6.36) ° с>м где SM - сечение меди обмотки; км - коэффициент заполнения медью обмотки дросселя. Учитывая, что Sc= d Ыгс, где kz = 0,85 - коэффициент заполнения сталью магнитопровода, с учетом формулы (6.35) из выражения (6.36) после ряда тождественных преобразований находим минимальный диаметр D: Рис. 6.7. Поперечное сечение дросселя J - магниюпровод; 2 - обмотка 6,29С2С^ 14 + d. где -И1 - C,=VSm/m; C2=V7C Среднюю длину витка обмотки дросселя определим из рис. 6.7: / = D - d + 0,5 (d - d0) + 2b + 62 + 26,. (6.37) (6.38) Высоты сечений обмотки б( и бг соответственно на наружном и внутрен- яем диаметрах магнитопровода найдем из уравнений: f (d2-rf2) = nDV, (d2 d2) = Jtd62. (6.39) Решая их относительно 6t и б2, длину провода всей обмотки дросселя jt учетом (6.36) определим следующим образом: С\ 0,175 , 0,636 , Г <*3 + -2-&d2 + /ш,=2-+ Ь С 0Л27 bdb Ъ,ЪС\с\ + С\Ъд? Объем дросселя равен (6.40) где VH - объем, занимаемый обмоткой; Vc - объем стали магнитопровода. Из рис. 6.7 находим (6.41) откуда следует, что объем дросселя возрастает с увеличением длины провода обмотки lw Так как величина L пропорциональна средней длине витка обмотки L, то для уменьшения L и VA необходимо выбрать такое соотношение между D, d и 6, при котором длина L будет наименьшей. Очевидно, что последнее будет обеспечено при квадратном сечении магнитопровода дросселя, когда . . (D - d)/2 = 6. (6.42) Тогда выражения (6.37), (6.40) и (6.41) примут вид D = d + 3,55 - откуда 0 = 1,77 --; / = 0,175 -V + 2,26d + 0,127rf5 (6.43) (6.44) : 7а = 17,5-+9,( с, с\ (rf2 + 3,5502) 0,254 d5 2 1 л г г) i. о о.с;лз j (6.45) + 4,5C,C,rf + 0,35rf + d2 + 355CiC2 При djD = 0,5... 0,6, что обычно выполняется, можно принять 61 0,Ы. Тогда выражение (6.45) примет вид V = 0,477d3 + i,5lC{C2d + + 9,88Cfq-j+17,5--. Введем обозначения: С3 = С{С2; d2 = Z, продифференцируем последнее выражение по d и приравняем производную нулю. После тождественных преобразований получим д-mln 1.43Z3 + 4,51 C3Z2 - 9,88C2Z - 52,5С33 = 0. (6.46)
О Рис. 6.8. Зависимость объема (/) дросселя, длины обмоточного провода (2) и числа витков (3) от площади сечения магнитопровода Решение полученного уравнения методом Кардапо [55] дает значение внутреннего диаметра магнитопровода дросселя, при котором достигается минимальный его объем при заданном коэффициенте Сз- Ниже в примере расчета ВД с вольтодобавочиым дросселем будет приведено решение данного уравнения для конкретных параметров двигателя. Исходя из значения тока, протекающего через обмотку дросселя, и задаваясь плотностью тока, находим сечение меди обмотки дросселя и коэффициенты Си Сг, Сз. Затем по полученным выше формулам определяем геометрию дросселя, обмоточные данные и параметры обмотки. Как показали расчеты, объем дросселя в функции площади сечения магнитопровода (Sc) при отклонении величины Sc от оптимального значения возрастает достаточно медленно |
© 2024 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено. |