Методика расчета и построения электромехан. хар-ик ТЭД

Скоростные характеристики

В начале задаемся тремя значениями тока двигателя: I_{д min}, I_{д н}, I_{д max}.Далее определяем величину МДС главного полюса F_B, А (для номинального режима), При α = 1 I_B = I_д, а при выбранном ослаблении поля I_B = α·I_д

Полученные значения F_B для полного поля и при ослаблении поля записываем в таблицу. В соответствии с величиной МДС главного полюса находим по нагрузочным характеристикам величину магнитного потока Ф_д. Полученные значения записываем в таблицу. Для заданных значений тока двигателя I_д находим падение напряжения ΔU_д, В, где ΔU_щ – падение напряжения в переходных контактах щеток, в зависимости от выбранных ΔU_щ = 2,2 В. Скоростная характеристика n_д = f(I_д) рассчитывается в соответствии с выражением, об/мин,где с_е – машинная постоянная,, Частота вращения двигателя пересчитывается в скорость электровоза, км/ч,,где μ – передаточное отношение зубчатой передачи; μ = 3,7;D – диаметр ведущего колеса по кругу катания бандажа, м; D = 1,25м.Полученные значения n_д и V заносим в таблицу.По полученным значениям строим скоростные характеристики,

Характеристика КПД

Характеристика КПД тягового двигателя η_д = f(I_д)

КПД тягового двигателя –, где ΣΔР_д – сумма потерь, кВт.

Потери в меди при t = 115 ⁰C –,где r_at, r_bt, r_дпt – соответственно сопротивления обмоток якоря, главных полюсов и добавочных при t_г = 115 ⁰С, Ом. Ранее сопротивления отдельных обмоток были определены при t_x = 20 ⁰C. В соответствии с ГОСТ 11828 – 86 приведенные сопротивления практически холодных обмоток (t_x = 20 ⁰C) приводятся к требуемому значению температуры (t₁ = 115 ⁰C) по формуле –, где r_it – сопротивление i–й обмотки при температуре t⁰_г =115 ⁰С, Ом;r_ix – сопротивление i–й обмотки при температуре t⁰_г =20 ⁰С,Ом;λ_о–температурный коэффициент меди;λ_о = 1/235; Магнитные потери при х. х. (потери в стали), Вт,где k_x – коэффициент потерь в стали, зависящий от марки; [1] k_x =2,4÷2,7;P_z, P_а – соответственно удельные потери в зубцах и сердечнике якоря, Вт/кг;

m_z, m_a – соответственно масса стали зубцов и сердечника якоря, кг.,,

где γ_с – плотность стали, г/см; [2] γ_с = 7,85 г/см²; b_z1/2 – ширина зубца на высоте ½ от основания, см.,,

Добавочные потери при нагрузке включают в себя потери в меди и потери в стали, вызванные искажением магнитного поля реакцией якоря, Вт,

где k_доб – коэффициент добавочных потерь; принимаем [1] k_доб = 0,3.Потери в переходных контактах щеток, Вт,где ΔU_щ – падение напряжения в переходных контактах щеток, в зависимости от выбранных ΔU_щ = 2,2 В.

Механические потери. Потери в подшипниках и на трение о воздух, В, Потери на трение щеток о коллектор, Вт

где ∑S_щ – общая площадь прилегания щеток к коллектору, см²;F_щ – удельное давление на щетки, МПа; [2] Fщ = 0,03 МПа;f_тр – коэффициент трения щетки по коллектору; [2] f_тр = 0,14; V_k – окружная скорость коллектора, м/с.Сумма потерь в тяговом двигателе, Вт

Характеристика вращающего момента М_д = f(I_д)

Характеристика вращающего момента М_д = f(I_д) рассчитывается по формуле,,

где η_д – КПД двигателя, берем из таблицы. Касательная сила тяги F_кд,Н –,

где – КПД зубчатой передачи; принимаем [2] ή_з = 0,97. Найденные значения М_д и F_кд записываем в таблицу.

строим электромеханические характеристики

29. Методика расчета и проектирования обмоток возбуждения ТЭД.

Число витков обмотки возбуждения находиться по формуле: W=F_B/I_дн, число вит­ков зависит от F_B- МДС главных полюсов которая состоит из суммы размагничивающего действия реакции якоря (F’_ря) «F’_ря =k_p·F_ря, к_р- коэффициент размагничивания находиться из гра­фика(к_р=f(F_ря/F_B;B_z(1/3))» и общей МДС магнитной цепи «F_o» и от I_дн- номинального тока двигателя.

Поперечное сечение меди катушки S_B=I_B/j_B, где j_B-плотность тока в проводниках об­мотки, j_B=4...6.5 A/мм².

Находим общую длину провода катушки.

Затем находим сопротивление катушки.

В зависимости от полученного числа витков зависит выполнения катушки главных полюсов.

Катушки главных полюсов при числе витков 30-40 выполняют двух­слойными с намоткой на широкую грань, "плашмя" (рис. 2.9,а); при числе витков 18-25 возможна намотка "плашмя" и в один слой; при числе витков 8-15, особенно при круглом исполнении остова, катушки наматывают на узкую грань, "па ребро" (рис. 2.9,6),

Катушки главных по­люсов при 2р = 4 обычно выполняют двухслойными с намоткой "плашмя", а при 2р=6 в двигателях с круглым остовом лучше вписываются катушки,на­мотанные "на ребро". У двухслойных катушек чи­сло витков в слое со стороны якоря делают меньше,' чем со стороны остова, обеспечивая бо­лее рациональную компановку полюсного окна с возможностью получения требуемого зазора меж­ду катушками.

Катушки добавочных полюсов, как правило, выполняют с намоткой "на ребро".

Намотка катушки "на ребро" требует определенных соотношений раз­меров меди, При этом для исключения возможности образования при намотке трещин в меди радиус закругления по внутренней кромке витка

Размеры меди катушек главных и добавочных полюсов выбирают с учетом принятой конструкции полюсов по сортаменту (см. приложение 2)

30. Методика расчета компенсационной обмотки.

Расчет КО выполняют исходя из ее основного назначения – компенсировать намагничивающую силу якоря, поэтому стремятся в пределах полюсной дуги обеспечить приблизительное равенство МДС обмоток.

Правильно спроектированная КО в ТЭД играет дополнительную положительную роль и улучшает протекание коммутационного процесса.

КО размещается в пазах наконечников гл.пазов. Большое число пазов на полюсе трудно разместить, однако его нельзя делать чрезмерно малым. Чем меньше пазов, тем при данной лин. Нагрузки больше объем тока в каждом пазу.

При большем числе пазов растет трудоемкость изготовления КО, увеличивается объем корпусной изоляции, ухудшается заполнение зубц. слоя медью, поэтому обычно применяют Z_ko=6..8 при U<1000в, Z_ко=8..12 при 1100<U<1500.

Следует отметить, что во избежание возникновения вибрации машины в следствии колебания магн.потока в воздуш.зазоре зубц. Шаг по полюсному наконечнику не должен быть равен зубцовому шагу якоря и должен отличаться не менее чем на 10%.

Число витков определим F_ko=I_koW_ko, Число проводников в одном пазу N_z=I_zko/I_ko(округляем до целого числа). Число пазов в наконечнике полюса Z_ko=2·W_ko/N_z

Затем выбираем площади сечения проводников КО и размеров проводника. Площадь сечения проводника q_a=I_ko/j_ko, j-плотность тока в обмотке допуск.на 15-20% чем в обмотке якоря.

Чтобы обмотка была достаточно жесткой в условиях вибрации и удара, проводники в пазу располагают вертикально. Для уменьшения магнитного сопротивления необходимо стремиться к минимальным размерам паза, как по высоте так и по ширине. Предварительно высоту проводника h_mko=25-35mm, при U<1000в. Ширина b_ko=q_ko/h_mko. Размеры проводника округляются до ГОСТ вских. Изоляцию применяют как F так и H.

Порядок наложения изоляции примерно соответствует укладки проводников якоря. Правильность выбора ширины паза проверяется по магн. Индукции в пазах кот.не должна превышать B_zko<1.8..2.0 тл. При увеличении В растут пульсационные потери.

Затем определяем площадь зубцов исходя из размеров наконечника пазов и их количества. Затем находим напряженность магнитного поля H=f(B) и намагничивающую силу F_ko=H·h_ko

Дата добавления: 2015-12-08