bp = at×t, (85)
Подставляя численные значения, получаем:
bp = 0,62×44 = 27,3 мм.
Площадь сечения сердечника полюса
(86)
где Вт – индукция в сердечнике полюса, Вт = 1,7 Тл;
s – коэффициент рассеивания поля главных полюсов, s = 1,1.
Ширина сердечника полюса
(87)
где К¢с – коэффициент заполнения сердечника полюса сталью, К¢с = 0,97;
Для того, чтобы катушка главного полюса не касалась сердечника якоря, принимаем высоту выступа D = 0,5 см.
Индукция в роге сердечника должна быть
Врог £ 2 ¸ 2,2 Тл. (88)
(89)
где bc, ab – отрезки;;
Ширина опорной полочки для катушки
bоп = (0,15 ¸ 0,2)×bт, (90)
bоп = 0,2×18,3 = 3,7 см.
Высота сердечника полюса
hт = (0,2 ¸ 0,25)×t, (91)
hт = 0,2×44 = 8,8 см.
Станина (остов) двигателя.
Принимаем восьмигранную форму остова. Наибольшая ширина остова
Вд max £ 2×Ц - d¢о + 2×tст – 1, (92)
где tст – подрез остова в месте расположения МОП, tст = 2,5 см;
Вд max = 2×59 – 23,5 + 2×2,5 – 1 = 98,5 см.
Длина утолщённой части остова принимается наименьшей из значений
ℓст = ℓа +0,8×t, (93)
ℓст = 2,3×ℓа, (94)
ℓст = 44 + 0,8×44 = 79,2 см,
ℓст = 2,3×44 = 101,2 см.
Принимаем ℓст = 79,2 см.
Площадь поперечного сечения станины
(95)
где Вст – индукция в станине, Вст = 1,55 Тл;
Толщину станины в месте расположения главных полюсов h¢ст делают больше, чем под добавочными – h²ст, так как по остову у главных полюсов замыкается не только основной поток, но и поток рассеяния.
Таким образом
(96)
(97)
Проверяем размер Вд.
Вд = Da + 2×(d0×10-1 + hт + hст), (98)
Вд = 56 + 2×(0,84 + 8,8 + 6) = 87,3 см.
Затылок сердечника полюса, стыкующийся с остовом, очерчивают радиусом, равным
(99)
Высоту приливов остова h¢т, растачиваемых под сердечником главных полюсов, принимаем равной 1 см. На внутренних гранях остова, расположенных под углом 45° к горизонтальной оси машины, размещаются добавочные полюса.
Ширина площадки для установки добавочных полюсов
С = (0,14 ¸ 0,15)×Вд, (100)
С = 0,14×87,3 = 13 см.
Таким образом, определены все размеры полюсного окна.
2.5 Расчёт магнитных напряжений участков магнитной цепи
Воздушный зазор. Выбору размеров и формы воздушного зазора под главным полюсом придаётся при проектировании особое значение. От правильности этого выбора зависят потенциальная и коммутационная устойчивость двигателя, вероятность возникновения кругового огня на коллекторе, электромеханические характеристики, габариты, масса ТЭД и др.
Повышенная потенциальная напряжённость, т. е. наличие больших межламельных напряжений, – одна из причин возникновения круговых огней на коллекторе. Величина допустимого максимального напряжения (при толщине изоляции между пластинами Dиз = (0,8 ¸ 1,2) мм)
ек max £ (35 ¸ 40)×Вd , (101)
Задаёмся ек max = 35 В. Потенциальную устойчивость ТЭД следует обеспечить при самом тяжёлом режиме работы, соответствующем конструкционной скорости Vmax, максимальному напряжению на двигателе Uд max и минимальному коэффициенту ослабления возбуждения amin. При этом режиме искажающее действие поперечной реакции якоря на распределение индукции под главными полюсами максимально. Снизить неравномерность этого распределения можно путём увеличения воздушного зазора, однако при этом для сохранения требуемого магнитного потока возрастает МДС обмотки главных полюсов. Более рациональное решение – это выполнить воздушный зазор, расходящимся от центра полюсного наконечника к его краю. Тем самым увеличивается магнитное сопротивление по мере приближения к краю полюсного наконечника.
Так как поперечная реакция якоря нарастает от середины полюса к его краям, то увеличение зазора, а следовательно, и магнитного сопротивления по мере приближения к краю полюса, будет ослаблять искажающее действие реакции якоря.
Из технологических соображений чаще используют эксцентричный зазор, при котором радиус расточки наконечников полюсов выбирают больше радиуса якоря.
Такой зазор характеризуется соотношением размеров зазора у края полюса dкр и под его серединой d0.
Максимально допустимый коэффициент искажения поля
(102)
По графику 2.6, находим значение коэффициента устойчивости поля Ку = 0,7.
Определяем МДС в воздушном зазоре
(103)
где Кv – коэффициент регулирования скорости тепловоза при полном использова-
ния мощности тепловоза;
(104)
Тогда
Определяем эквивалентный воздушный зазор с учётом коэффициента воздушного зазора Кdэ , учитывающего зубчатое строение якоря:
(105)
Находим действительный эквивалентный воздушный зазор dэ, учитывая, что он связан с полученным расчётным значением d¢э соотношением
d¢э = Кdэ×dэ, (106)
где Кdэ – коэффициент воздушного зазора;
(107)
где
bz1 = t1 + bп , (108)
bz1 = 28 –12,2 = 15,8 мм,
Подставив выражение (107) в (106), получим
(109)
Отсюда приходим к квадратному уравнению относительно dэ:
(110)
корни которого равны
(111)
Определяем зазор под центром сердечника
(112)
Коэффициент Кэ определяем по графику 2.5 в функции dкр / d0 , Кэ = 1,52.
Определяем зазор под краем сердечника полюса
(113)
Площадь воздушного зазора
(114)
Зубцовая зона. Расчёт выполняем по магнитной индукции, определяемой в расчётном сечении зубца, отстоящем от его основания на 1/3 высоты:
(115)
где bZ 1/3 – ширина зубца на высоте 1/3 от его основания, которая определяется
по формуле:
(116)
Подставляя численные значения в (115), получаем:
Так как = 2 Тл > 1,8 Тл, то считается, что магнитный поток проходит как по зубцам, так и частично по пазам. Полученная в этом случае индукция является кажущейся, а действительное ее значение определяется с учетом ответвления магнитного потока в паз. Величина этого ответвления зависит от насыщения зубцового слоя и от соотношения размеров по ширине зубца и паза, что определяется коэффициентом формы зубца якоря:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
