Выбираем щетки марки ЭГ-14. Принимаем ширину щетки равной , = 0,00242 м.
По табл. П.4.1 выбираем стандартные размеры щетки:
Поверхность соприкосновения щетки с коллектором
Поверхность соприкосновения всех щеток с коллектором
Плотность тока под щетками по (8-83) [2]
Допустимая плотность тока для щетки марки ЭГ-14 .
Активная длина коллектора по оси вала согласно [4]
Полная длина коллектора по оси вала согласно [4]
0,009+5∙0,000395=0,0110 м.
3.6 Проверка коммутации
Так как в рассматриваемых машинах постоянного тока малой мощности добавочные полюсы в коммутационной зоне отсутствуют и щетки на коллекторе обычно располагаются на геометрической нейтрали, то процесс коммутации тока в короткозамкнутых секциях якоря получается замедленным из-за наличия в них реактивной э. д. с. и э. д. с. От поперечного поля реакции якоря . Обе эти э.д.с. суммируются и вызывают в цепи короткозамкнутой секции добавочный ток, способствующий увеличению плотности тока на сбегающем крае щетки. В момент размыкания цепи секции при наличии в ней указанных э. д. с. и тока между краем щетки и сбегающей коллекторной пластиной возникают небольшие электрические дуги в виде мелких искр. Интенсивность этих искр зависит от величины результирующей э. д. с. в короткозамкнутой секции.
Во избежание недопустимого искрения под щетками величина э. д. с. в секции не должна превышать определенного значения. Однако коммутация тока в секции может также ухудшиться вследствие влияния поля полюсов, если ширина коммутационной зоны будет близка к расстоянию между краями наконечников двух соседних полюсов.
Ширина зоны коммутации по (10.75) [2]
б)(0,004/ 0,00242 +2-2/2+0,0)× 0,00242 ´ ´ 0,073/0,04= 0,0117 м.
Отношение
что удовлетворяет условию [4]
<0,8.
Коэффициент магнитной проводимости паза по (10.69) [2]
a) =× 0,073×3000/60= 11,5 м/с;
б) (0,6∙2×0,02/( 0,0055+ 0,0009)
+(0,081/0,044)+0,92∙1,138)= 6,638.
Индуктивность обмотки якоря по (6.15) [4]
(12,56∙10-6∙4∙0,044∙
6,638/26)∙(2496/(2∙2∙2))2=54,938 мГн.
Реактивная ЭДС по (10.69) [2]
2×10-6× 6,638×24×0,044×11978× 11,5= 1,93 В.
ЭДС, индуктируемая в коммутируемой секции от поперечного поля реакции якоря, определяется следующим путём. Вначале определяем индукцию в зоне коммутации от действия поперечной МДС якоря [3]:
=1,25∙10-6∙11978/(1-0,72)=0,0535 Т.
Затем определяем ЭДС, индуктируемую в коммутируемой секции от поперечного поля реакции якоря
2∙24∙ 11,5∙0,044∙0,0535=1,30 В.
Среднее значение результирующей ЭДС в короткозамкнутой секции якоря
В машинах малой мощности без добавочных полюсов, если щётки расположены на геометрической нейтрали, для обеспечения удовлетворительной коммутации 2…3 В. Если 2…3 В необходимо уменьшить линейную нагрузку в п. 3.1.5 и повторить расчет.
Индуктивность цепи якоря (для расчета параметров электропривода в гл.5)
Активное сопротивление цепи якоря (для расчета параметров электропривода в гл. 5)
3.7 Определение размеров магнитной цепи
Внутренний диаметр якоря и диаметр вала для машин малой мощности
(0,18…0,24)∙ 0,073=0,013…0,018 м.
Сечение магнитной системы приведено на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Магнитная система двигателя:
1- станина; 2 – якорь; 3 – обмотка возбуждения
В двигателях с непосредственной посадкой сердечника якоря на вал внутренний диаметр якоря равен диаметру вала. В таких двигателях с или учитывают,что часть магнитных силових потока замыкается через вал.
Высота спинки якоря:
а) действительная высота спинки якоря по (8.126)
=( 0,073-0,015)/2-0,02= 0,0090 м=9 мм;
б) расчетная высота спинки якоря по (8.124) для четырёхполюсних машин при , а также для двухполюсных машин
( 0,75·(0,5· 0,073-0,02)=0,012<0,015 м)
(2+1)/(3,2·1)·( 0,073/2-0,02)= 0,0155 м;
в противном случае
( 0,073-0,015)/2-0,02=0,009 м.
Принимаем расчетную высоту спинки якоря 0,0155 м.
Принимаем для сердечников главных полюсов сталь марки 2013 толщиной 0,5 мм: коэффициент магнитного рассеяния для малых машин =1,08…1,12 принимаем 1,1, длина сердечника 0,044 м, коэффициент заполнения сталью 0,95.
Высота сердечника полюса малых машин предварительно может быть принята:
=(0,12…0,4)∙ 0,073=0,009...0,029 м.
Ширина сердечника главного полюса определяется следующим путём.
Принимается индукция в сердечнике полюса. В машинах для продолжительного режима работы принимается в пределах
Принимаем 1,2 Т.
Определяется поперечное сечение сердечника полюса:
=1,1∙ 0,00165/ (1,2∙0,95)=0,0015921 м2,
где - минимальная ширина сердечника главного полюса
0,0015921/0,044=0,036 м.
Индукция в сердечнике по табл.10.17 [2]
1,1× 0,00165/(0,95×0,036×0,044)= 1,21 Тл.
Индукция в станине в машинах для продолжительного режима работы принимается в пределах не более
Принимаем 1,2 Т.
Сечение станины предварительно
1,1× 0,00165/(2×1,2∙0,95)=0,0007961 м2,
Длина станины по (10/52) [2]
Высота станины предварительно, табл.10.17 [2]
Принимаем высоту станины 0,0181 м.
Сечение станины окончательно
Воздушный зазор для двигателей продолжительного режима [4]
0,25∙0,115∙11978∙10-6/0,45= 0,00077 м. 0,00077 м.
Наружный размер станины с пямоугольным сечением по вертикали
0,073+2∙(0,00077 +0,029+0,0181)=0,169 м.
Внутренний размер станины по вертикали с прямоугольным сечением
Наружный размер станины по горизонтали с прямоугольным сечением выбираем на 10% больше
1,1∙0,169=0,186 м.
Внутренний размер по горизонтали станины с прямоугольным сечением
3.8 Расчетные сечения магнитной цепи
Сечение воздушного зазора, табл. 10.17 [2],
Длина стали якоря
Минимальное сечение зубцов якоря, табл. 10.16 [2], Sz= 0,001213 м2.
Расчетное сечение спинки якоря, табл. 10.16 [2],
Сечение сердечника главного полюса, табл. 10.16 [2],
Сечение станины (см. п. 3.5.6) 0,000796 м2.
3.9 Средние длины магнитных линий
Воздушный зазор для двигателей продолжительного режима из 3.5.10 =0,00077 м.
Коэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов на якоре, по (10.50б) [2]
=( 0,0088+10×0,00077)/( 0,0088-0,002+10×0,00077)= 1,14 м.
Расчетная длина воздушного зазора
Длина магнитной линии в зубцах якоря
Длина магнитной линии в спинке якоря
×(0,015+0,009)/2×2+0,009/2=0,023 м.
Длина магнитной линии в сердечнике главного полюса
Длина магнитной линии в станине
(0,169+0,186-2∙0,0181)/(2)+0,0181/2=0,1775 м,
3.10 Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи
Индукция в воздушном зазоре, табл. 10.16 [2],
Расчетная индукция в сечении зубцов якоря, табл. 10.16 [2],
Индукция в зубцах якоря принимается до 1,3…1,5 Т.
Индукция в спинке якоря, табл. 10.16 [2],
0,00165/(2× 0,000651)= 1,27 Тл.
Максимальная индукция допускается до 1,3…1,5 Т.
Индукция в сердечнике главного полюса, табл. 10.16 [2],
1,1× 0,00165/ 0,00150=1,21 Тл.
Индукция в сердечнике главного полюса в машинах для продолжительного режима работы допускается до 1,0…1,5 Т.
Индукция в станине, табл. 10.16 [2],
1,1× 0,00165/(2× 0,000796)= 1,14 Тл.
Индукция в станине в машинах для продолжительного режима работы допускается в пределах до 1,0…1,4 Т.
3.11 Магнитные напряжения отдельных участков магнитной цепи
Магнитное напряжение воздушного зазора на два полюса
0,8× 0,44× 0,000878∙106= 309,1 А.
Коэффициент вытеснения потока
0,0088×0,044/( 0,0031×0,042)= 2,97.
