Расчёт основных параметров зубчатой передачи тягового электродвигателя

где  - расчетная индукция в воздушном зазоре;

        - коэффициент, учитывающий изоляцию между листами сердечника главного полюса.

 

Расчетную индукцию в воздушном зазоре найдем по формуле

 

,                                           (7.10)

 

Тл.

 

 

7.2.3Расчет ширины  паза

 

 Ширину паза найдем по формуле

 

                                                           (7.11)      

 

 

Полученное  значение ширины паза является предварительным  и уточняется после выбора размеров меди, ее расположения в пазу и изоляции компенсационной обмотки.

 

7.2.4 Расчет сечения медной  шины

 

 Выбор сечения медной шины для изготовления компенсационной обмотки производится по допустимой плотности тока, которая обычно равна плотности тока в обмотке якоря , по формуле

 

                                              ,                                               (7.12)                                              

 

мм².

 

7.2.5 Расчет ширины меди проводника компенсационной обмотки

 

 Ширину меди проводника компенсационной обмотки предварительно определяем по формуле

 

                                               ,                                           (7.13)

                             

где - суммарная толщина изоляции по ширине паза, принимаем мм по таблице 7.1.

 

 

Принимаем стандартное значение ширины меди проводника компенсационной обмотки =5,5 мм.

 

7.2.6 Расчет высоты меди  проводника компенсационной обмотки

 

 Высоту медной шины определим по формуле

 

    ,                                            (7.14)

 

 

Принимаем стандартное  значение высоты медной шины =35 мм.

Таким образом, выбираем проводник компенсационной  обмотки размерами

Сечение проводника компенсационной обмотки найдем по формуле

 

,                                                 (7.15)

 

 

7.2.7 Расчет плотности  тока в проводнике компенсационной  обмотки 

 

Плотность тока в проводнике компенсационной обмотки найдем по формуле

 

,                                                (7.16)

 

 

Таблица 7.1 –  Заполнение паза компенсационной обмотки

Ширина, мм
Медь	11
Изоляция проводника – лента  полиамидная толщиной 0,05мм, один слой вполуперекрышу	0,40
Изоляция пакета (корпусная) – лента  полиамидная толщиной 0,05мм, четыре слоя вполуперекрышу	0,80
Изоляция покровная – стеклолента  толщиной 0,1мм, один слой встык	0,20
Зазор на укладку	0,25
Ширина паза в свету	12,65
Ширина паза в штампе	12,85
Высота, мм
Медь	35,00
Изоляция проводника (витковая) –  лента полиамидная толщиной 0,05мм, один слой вполуперекрышу	0,20
Изоляция пакета – лента полиамидная  толщиной 0,05мм, четыре слоя вполуперекрышу	0,80
Изоляция покровная – стеклолента  толщиной 0,1мм, один слой встык	0,20
Прокладки толщиной по 0,3мм, 2шт.	0,60
Клин	5,00
Зазор на укладку	0,20
Высота паза в свету	42,00
Высота паза в штампе	42,10

 

 

7.3 Расчет сопротивления и массы  меди компенсационной обмотки

 

Длину одного полувитка (стержня) компенсационной обмотки найдем по формуле

 

                                                    ,                                         (7.17)                                      

 

где - длина сердечника главного полюса.

 

 

Длину меди одной катушки компенсационной обмотки  найдем по формуле

 

                                                 ,                                           (7.18)  

 

 

                    

Массу меди компенсационной обмотки найдем по формуле

 

                                                                               (7.19)

                                                     

где 8,9 - плотность меди, г/см³.

 

   

 

Сопротивление компенсационной обмотки при 20°С найдем по формуле

 

                                                    ,                                           (7.17)   

 

где 1/57 - удельное сопротивление меди при 20°С, Ом мм²/м.

 

  Ом.

 

8 РАСЧЕТ  МАГНИТНОЙ ЦЕПИ ДВИГАТЕЛЯ

 

Магнитная цепь тягового двигателя состоит из пяти участков: сердечника  якоря, зубцового слоя якоря, воздушных зазоров, сердечников главных полюсов и ярма (спинки) остова.

 

8.1 Выбор типа магнитной цепи

 

Выбираем  магнитную цепь двигателя с круглым  остовом и компенсационной обмоткой.

 

8.2 Расчет сердечника якоря

8.2.1 Расчет активной  высоты сердечника якоря

 

Активную  высоту сердечника якоря найдем по формуле

 

,                                              (8.1)

 

где =1,3 - индукция в сердечнике якоря, Тл;

      - коэффициент заполнения сердечника якоря сталью, = 0,94 - при стали Э22.

 

.

 

8.2.2 Расчет конструктивной  высоты сердечника якоря

 

В связи  с наличием вентиляционных каналов  в сердечнике якоря конструктивная высота сердечника отличается от активной. Найдем ее по формуле

 

                                        (8.2)

 

где d_к = 25 мм - диаметр канала;

       n_к = 2 - число рядов каналов.

 

 

8.2.3 Расчет внутреннего  диаметра сердечника якоря

 

Внутренний  диаметр сердечника якоря найдем по формуле 

 

                                            (8.3)

 

 

8.2.4 Расчет диаметра  вала в средней части (под  сердечником)

 

Диаметр вала в средней части при двусторонней зубчатой передачи найдем по формуле

 

                                                                              (8.5)

 

 

8.2.5 Расчет внешнего  диаметра втулки якоря

 

Внешний диаметр втулки, на которую напрессовывается шихтованная часть сердечника якоря, найдем по формуле

 

                                 (8.6)

 

 

8.3 Расчет сердечника главного полюса

8.3.1 Расчет площади поперечного  сечения главного полюса

 

Площадь поперечного сечения главного полюса найдем по формуле

 

  ,                                               (8.7)

 

где s_m = 1 ,25 - коэффициент рассеяния главного полюса

       В_m = 1,4…1,7 Тл - индукция в сердечнике полюса, принимаем В_m =1,55 Тл.

 

м².

 

8.3.2 Расчет ширины сердечника  главного полюса

 

Ширину  сердечника главного полюса найдем по формуле

 

    ,                                               (8.8)

где - длина сердечника, м;

K'_с = 0,94 - коэффициент заполнения сердечника сталью;

К_сp - коэффициент подреза сердечника полюса по углам, К_сp = 0,915 при намотке меди "на узкое ребро".

 

м.

 

8.3.3 Расчет высоты сердечника  полюса

 

Высоту  сердечника главного полюса найдем по формуле

 

                                                h_m = (0,30...0,35)t,                                           (8.9)

 

h_m =0,33·0,34558=0,11404 м.

 

8.4 Расчет остова двигателя

8.4.1 Расчет диаметра внутренней  поверхности остова

 

Диаметр внутренней поверхности круглого остова найдем по формуле

 

                                                 D_c = D_a +2(d+h_m),                             (8.10)

 

D_c =660+2·(5+114,0398)=898,079663 мм.

 

8.4.2 Расчет внешнего  диаметра остова

 

Внешний диаметр остова найдем по формуле

 

                                                 D_o = D_a+2·(d+h_m+h_j ),                                (8.11)

 

где h_j-радиальная толщина остова.

Радиальную  толщину остова найдем по формуле

 

h_j = 0,45·b_m,                                                (8.12)

 

h_j = 0,45·0,20098=0,09044 м.

 

D_o =660+2·(5+114,04+898,0796)=1078,9591 мм.

 

8.4.3 Расчет длины расчетного  сечения остова в осевом направлении

 

Длину расчетного сечения остова в осевом направлении  найдем по формуле

 

,                                        (8.13)

 

м.

 

8.4.4 Расчет сечения остова

 

Расчетное сечение остова найдем по формуле

 

,                                                (8.14)

 

м².

 

8.4.5 Расчет индукции в сечении  остова

 

Индукцию  в расчетном сечении остова найдем по формуле

 

,                                                  (8.15)

 

где s_j  - коэффициент рассеяния магнитного потока, равный коэффициенту рассеяния главного полюса.

 

Тл.

 

Полученное  значение индукции в сечении остова не превышает 1,4 Тл, значит расчет выполнен правильно.

 

8.5 Расчет воздушного зазора

 

Величину равномерного воздушного зазора для двигателей с компенсационной обмоткой определим по формуле

 

δ = (0,006...0,008)D_a,                                         (8.16)

 

δ = 0,0076·660=5 мм.

 

         9 МАГНИТОДВИЖУЩАЯ СИЛА ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЛАВНОГО ПОЛЮСА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

 

Суммарная магнитодвижущая сила катушки главного полюса складывается из падений магнитного потенциала по отдельным участкам магнитной цепи тягового электродвигателя.

 

1.  Магнитодвижущая сила на стальных участках магнитной цепи

 

Для каждого  из стальных участков магнитной цепи ранее был выполнен расчёт в следующей  последовательности: по магнитному потоку и сечению каждого из участков определена магнитная индукция . Полученные значения индукции, а также ранее рассчитанные и найденные по эскизу магнитной цепи длины средних линий магнитного потока отдельных участков магнитной цепи сводим в таблицу 9.1.1. Затем по соответствующим таблицам намагничивания по величине индукции определяем напряжённость магнитного поля на каждом из стальных участков магнитной цепи машины, полученные значения напряжённости сводим в таблицу 9.1.1. Далее определяем магнитные напряжения перемножением напряжённости магнитного поля на длину или соответствующих участков, полученные значения магнитных напряжений сводим в таблицу 9.1.1.