(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

v\\v

V \\

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)

1 1 1

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



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



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.