(134)
Подставляя численные значения, получаем:
Магнитный поток в зоне коммутации определим по формуле:
Фк = Вк×ℓа×bdд×10-4, (135)
где bdд – расчетная дуга наконечника добавочного полюса, определяется
по формуле:
bdд = bд + 2…3×dд, (136)
bд – ширина наконечника добавочного полюса, принимаем
bд = 1,1…1,5×t1 = 1,3×2,8 = 3,64 см.
dд – воздушный зазор под добавочным полюсом со стороны якоря,
dд = dо +1…3 мм = 7 + 2 = 9 мм.
Подставляя численные значения в (136), получаем:
bdд = 3,64 + 2,5×9 = 5,89 см.
Тогда магнитный поток в зоне коммутации будет:
Фк = 0,104×44×5,89×10-4 = 0,0027 Вб.
Магнитный поток в сердечнике полюса определим по формуле:
Фтд = Фк + Фdд, (137)
где Фdд – магнитный поток рассеяния добавочного полюса.
Коммутирующий магнитный поток Фк значительно меньше магнитного потока в сердечнике полюса
Фтд = sд×Фк, (138)
где sд – коэффициент рассеяния добавочного полюса, принимаем sд = 3.
Фтд = 3×0,027 = 0,081 Вб.
Тогда из выражения (137) выразим магнитный поток рассеяния добавочного полюса Фdд:
Фdд = Фтд – Фк = 0,081 – 0,027 = 0,054 Вб.
Индукцию в сердечнике полюса при номинальном токе продолжительного режима принимаем Втд = 0,6 Тл.
Ширина сердечника добавочного полюса будет:
(139)
Для снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при резких бросках тока у добавочных полюсов предусматривают второй воздушный зазор со стороны, выполненный с помощью немагнитных прокладок. Величина этого зазора принимаем dд’ = 0,3…0,5×dд = 0,4×9 = 3,6 мм.
МДС на один полюс определим по следующей формуле:
(140)
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Число витков катушки добавочного полюса определим по формуле:
(141)
Степень компенсации поля реакции якоря будет:
(142)
Площадь сечения проводника катушки добавочного полюса определим по следующей формуле:
(143)
где jд – допустимая плотность тока, принимаем jд = 5 А/мм2.
2.7 Определение коэффициента полезного действия при
длительном режиме
Коэффициент полезного действия тягового двигателя в длительном режиме определяется по следующей формуле:
(144)
где åDРд – сумма потерь в двигателе.
Потери в меди обмоток якоря, главных и добавочных полюсов определяют при температуре обмоток tг°=115°С по следующей формуле:
(145)
где rat, rгпt, rдпt – соответственно сопротивления обмоток якоря, главных и
добавочных полюсов при tг°=115°С, которые рассчитываются
по следующей формуле:
(146)
где rit – сопротивление i-той обмотки при температуре tг°=115°С;
rix – сопротивление i-той обмотки при температуре tг°= 20°С, берем по
двигателю-аналогу rаt = 0,013 Ом, rгпt = 0,0105 Ом, rдпt = 0,00821 Ом;
aо – температурный коэффициент меди при 0°С, принимаем aо = 1/235.
Тогда подставляя численные данные в (145), получаем:
Магнитные потери при холостом ходе (потери в стали).
Основные потери в стали, состоят из потерь на гистерезис и вихревые токи, которые определяются по следующей формуле:
(147)
где кх – коэффициент потерь в стали, зависящий от ее марки, принимаем 2,3;
pZ, pa – соответственно удельные потери в зубцах и сердечнике якоря,
определяются по следующим формулам:
(148)
(149)
mZ, mа – соответственно масса стали зубцов и сердечника якоря, определяются
по следующим формулам:
(150)
(151)
где gс – плотность стали, принимаем g = 7,85 г/см3;
bZ ½ - ширина зубца на высоте ½ от основания, определяется по формуле:
Тогда подставляя численные значения в (150) и (151), получаем:
Таким образом, магнитные потери в стали будут:
Добавочные потери при нагрузке включают в себя: потери в меди и потери в стали, вызванные искажением магнитного поля реакцией якоря.
Добавочные потери при нагрузке определим по следующей формуле:
DРдоб = кдоб×DРст, (152)
где кдоб – коэффициент добавочных потерь, принимаем по таблице 3.1 в
зависимости от тока двигателя по отношению к номинальному
значению. Так как Iд /Iд.дл = 1, то кдоб = 0,3.
DРдоб = 0,3×641 = 192,3 Вт.
Потери в переходных контактах щеток определим по следующей формуле:
DРщ = DU×Iд,
где DUщ – падение напряжения в переходных контактах щеток, принимаем в
зависимости от марки щеток. Для щетки ЭГ74АФ: DUщ = 2,3 В.
DРщ = 2,3×550 = 1265 Вт.
Механические потери:
1)потери в подшипниках и на трение якоря о воздух определяется по следующей формуле:
(153)
2)потери на трение щеток с коллектором определяется по формуле:
DРк = 100×åSщ×Fщ×fтр×uк×2рщ, (154)
где åSщ – общая площадь прилегания щеток к коллектору;
Fщ – удельное давление на щетки, принимаем Fщ = 0,035 МПа;
fтр – коэффициент трения щеток по коллектору, принимаем fтр = 0,15;
uк – окружная скорость коллектора.
DРк = 100×18,3×0,035×106×0,15×53×4 = 2037 Вт.
Сумма потерь в двигателе будет:
åDРд = DРм + DРст + DРдоб + DРщ + DРтр + DРк. (155)
åDРд = 12917+641+192,3+1265+0,63+2037 = 17053 Вт.
Тогда коэффициент полезного действия тягового двигателя будет:
3 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ,
СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА И ТЕПЛОВОЗА
3.1 Внешняя характеристика генератора
Внешняя характеристика генератора Uг = f(Iг) имеет вид гиперболы и строиться по трем точкам с координатами:
Iг.min, Uг.max; Iг.дл, Uг.дл; Iг.max, Uг.min.
Справа и сверху она ограничивается отрезками, соответствующими ограничениями по максимальному току и напряжению генератора.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
