Число коллекторных пластин на паз определим по формуле:
uк = NZ/2. (37)
Тогда подставляя численные значения, получаем:
uк = 8/2 = 4.
При выборе числа пазов по условиям нагревания обмотки необходимо, чтобы объем тока в пазу:
ia×NZ <=1500…1800 A. (38)
Подставляя численные значения, получаем:
ia×NZ = 138×8 = 1014 А <1500…1800 А.
В соответствии с принятыми решениями уточненное число проводников обмотки и линейной нагрузки будут:
Na = NZ×Zп (39)
(40)
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Na = 8×82 = 496.
Так как полученное значение А практически не отличается (3,6%) от принятого при определении основных размеров ТЭД, то продолжаем дальнейший расчет.
Число коллекторных пластин определим по формуле:
(41)
где wс – число витков в секции, равно 1;
ZЭ – число элементарных пазов.
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Проверим величину среднего межламельного напряжения:
(42)
Подставляя численные данные, получаем:
При этом необходимо обеспечить выполнения условий симметрии простой петлевой обмотки якоря:
К/а = ЦЧ = 248/2 = 124.
Zп/а = ЦЧ = 62/2 = 31.
2р/а = ЦЧ = 4/2 = 2.
где ЦЧ – целое число.
Коллекторное деление tк из условий конструктивной и технологической выполнимости коллектора будет:
tк >= 4…4,5 мм. (43)
при толщине изоляции между пластинами 0,8 – 1,5 мм. Выбираем tк = 4 мм.
Принятые величины К и tк позволяют определить диаметр коллектора, который определяется по формуле:
(44)
Подставляя численные значения, получаем:
Принимаем из ряда номинальных значений DК = 425 мм.
При этом максимальная окружная скорость коллектора должна удовлетворять условию:
(45)
где nд.max – максимальная частота вращения двигателя, которая определяется
по формуле:
(46)
где nд.дл – номинальная частота вращения двигателя в продолжительном
режиме, 650 об/мин;
umax – конструкционная скорость тепловоза, 115 км/ч;
uдл – скорость длительного режима, 30 км/ч.
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Подставляя численные значения в формулу (45), получаем:
Кроме этого полученные значения Da и DК должны находиться в соотношении
DК = 0,75…0,85Da. (47)
Подставляя численные значения, получаем:
DК = 0,76×560 = 425 мм.
Полученные значения tК и DК окончательно уточним в процессе дальнейшего расчета.
Предварительно глубину паза определим по следующей формуле:
hz = 0,08…0,12t, (48)
где t - полюсное деление, которое определяется по формуле:
(49)
Подставляя численные значения, получаем:
Тогда подставляя численные значения в формулу (48), получаем:
hz = 0,1×440 = 44 мм.
Ширину паза определим по следующей формуле:
bп = 0,35…0,45×t1. (50)
Подставляя численные значения, получаем:
bп = 0,4×28 = 11,2 мм.
Из опыта проектирования ТЭД: hz/bп = 2,5…6 = 44/11,2 = 4.
Окончательно размеры паза определим после определения размеров меди проводников обмотки, их количеством в пазу и толщиной изоляции.
Площадь сечения меди проводника обмотки определим по следующей формуле:
(51)
где ja – плотность тока в обмотки якоря, определяется по формуле:
(52)
где Aja – фактор нагрева, при классе изоляции F Aja = 3000 А2/(см×мм2).
Подставляя численные данные, получаем:
Тогда подставляя численные значения в (51), получаем:
Для ограничения величины добавочных потерь высота каждого проводника в зависимости от частоты перемагничивания сердечника якоря fп = pnд.дл/60 = 2×650/60 = 21,6 Гц должна быть не более указанного в таблице 1.1 hм = 10,5 мм.
По полученному значению Sa намечаем размеры проводника по ГОСТ 434-78 по приложению 2 : b = 10 мм, а = 2,24 мм и Sa = 22,04 мм2.
Выбираем горизонтальное расположение проводников в пазу.
Расчет размеров паза удобно представить в виде таблицы 1.
Таблица 1 – Расчет размеров паза
Наименование
Материал
Размер, мм
Число слоев
Общий
размер, мм
Проводник
Медь ПММ
10х2,24
1/8
10/17,92
Витковая изоляция
Провод ПЭТВЛСД
0,16/0,16
2/16
0,32/2,56
Корпусная изоляция
Стеклослюдинитовая лента
0,08/0,08
16/32
1,28/2,56
Покровная изоляция
Стеклолента
0,1/0,1
2/4
0,2/0,4
Прокладки на дно, между катушками и под клин
Стеклотекстолит
-/0,35
-/4
-/1,4
Клин
Стеклотекстолит
-/5
-/1
-/5
Зазор на укладку
-
0,25/0,20
-
0,25/0,20
Расшихтовка
-
0,15/-
-
0,15/-
И т о г о
bп/hz = 12,2/30,04
Удельная магнитная проводимость паза определим по формуле:
(53)
где ℓS – длина лобовых частей обмотки якоря, определяется по формуле:
ℓS = 1,2…1,3t. (54)
Подставляя численные значения, получаем:
ℓS = 1,2×44 = 52,8 см.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
