Приложение 1. Марки и размеры круглых медных обмоточных проводов. 5 страница
Потери на гистерезис и вихревые токи в стали зубцов якоря
Вт (2.8.8)
Полные магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в стали якоря
Вт (2.8.9)
Удельные потери в стали, Вт/кг
, (2.8.10)
, (2.8.11)
где и
- из табл. 2.8.1
Значения и
в зависимости от марки и толщины пластины стали Таблица 2.8.1
Марка стали | Толщина листа, мм |
![]() |
![]() |
Э11 Э12 Э31 Э44 Э44 | 0,50 0,50 0,35 0,35 0,20 | 4,1 3,5 1,8 1.1 0,8 | 5,1 4,4 2,1 1,4 1,3 |
Потери на трение щеток о коллектор
Вт. (2.8.12)
-общая площадь прилегания к коллектору всех щеток.
Потери на трение в подшипниках можно приближенно определить по формуле
Вт. (2.8.13)
Коэффициент для малых машин с шарикоподшипниками, по опытным данным, колеблется в пределах от 1 до 3, при этом большее его значение относится к нижнему пределу рассматриваемого здесь диапазона мощностей.
Масса якоря
кг. (2.8.14)
Средняя объемная масса якоря и коллектора
кг/м³.
Потери на трение якоря о воздух вообще не поддаются точному учету; для машин малой мощности при скоростях вращения якоря примерно до 12 000 об/мин их можно приближенно определить по следующей формуле:
Вт. (2.8.15)
Полные механические потери в машине
Вт. (2.8.16)
Общие потери в машине при полной нагрузке
Вт, (2.8.17)
где коэффициент учитывает добавочные потери в машине.
Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке машины
, (2.8.18)
где I=Ia – для электродвигателя последовательного возбуждения, I=Ia+Iв – для электродвигателя параллельного возбуждения
Найденная здесь величина не должна отличаться более чем на
% от предварительно выбранной. Если отличие большее, то необходимо корректировать расчет.
2.9 Рабочие характеристики электродвигателя
Под рабочим характеристиками электродвигателей постоянного тока малой мощности понимаются зависимости потребляемых тока и мощности, частоты вращения, к.п.д, момента на валу при постоянном напряжении на зажимах от мощности на валу
;
;
;
;M2=
(P2).
По данным расчета строятся рабочие характеристики двигателя. Расчет рабочих характеристик электродвигателей для удобства можно свести в табл. 2.9.1.
Расчет рабочих характеристик электродвигателя Таблица 2.9.1
Величины | Потребляемый двигателем ток из сети, А | |||
0,5I | 0,8I | I | 1,2I | |
IB= , A1 | ||||
Ia =I-IB, А2 | ||||
∆Ua = Ia∙ra, B | ||||
∆UB= Ia∙rB, B3 | ||||
∆Uщ, B | ||||
∆U = ∆Ua+∆Uщ+∆UB, B4 | ||||
E = U – ∆U, B | ||||
AW'B = Ia∙2WB, A5 | ||||
AWR, A | ||||
AW'p = AW'B – AWR , A | ||||
Ф, Вб | ||||
![]() | ||||
Рм.а= Ia2∙ra, Вт | ||||
Рм.в= Ia2∙rв, Вт6 | ||||
Рщ.к= ∆Uщ∙Ia, Вт | ||||
Р1=U∙I, Вт (I = Ia) | ||||
Ва, Тл | ||||
Рса, Вт | ||||
Вз, Тл | ||||
Рс.з, Вт | ||||
Рс, Вт | ||||
Ртр.щ, Вт | ||||
Ртр.п, Вт | ||||
Ртр.в, Вт | ||||
Рмх, Вт | ||||
![]() | ||||
P2 = P1 – ∑P , Вт | ||||
![]() | ||||
![]() |
Пояснения к табл.2.9.1:
1 для двигателя параллельного возбуждения ;
2 для двигателя параллельного возбуждения; при последовательном возбуждении ;
3 для двигателя последовательного возбуждения;
4 для двигателя последовательного возбуждения; при параллельном возбуждении ;
5 для двигателя последовательного возбуждения ; для параллельного возбуждения
;
6 для двигателя последовательного возбуждения; при параллельном возбуждении PМВ=UIВ=const
В столбец таблицы 2.9.1 , соответствующий номинальному потребляемому двигателем току из сети, выписываются рассчитанные значения отдельных величин. При этом суммарная м.д.с. реакции якоря для других столбцов принимается пропорциональной току якоря, а величина полезного потока полюса Ф для каждого не номинального значения потребляемого тока определяется по кривой намагничивания (рис. 2.6.3) с помощью м.д.с.
.
Поскольку все рабочие характеристики зависят от , то удобно их построить в одной плоскости прямоугольной системы координат с горизонтальной осью Р2 и пятью вертикальными осями с общим нулевым значением.
2.10 Упрощенный тепловой расчет
В целях сокращения объема вычислительной работы при тепловом расчете машин постоянного тока можно в приближенных расчетах ограничиться упрощенным тепловым расчетом [4]. В этом случае средние превышения температур якоря, коллектора и обмотки возбуждения машины над температурой окружающей среды определяются по приведенным ниже формулам.
Превышение температуры якоря. Полные потери в активном слое якоря
Вт. (2.10.1)
Поверхность охлаждения активного слоя якоря
м². (2.10.2)
Среднее превышение температуры якоря над окружающей средой при установившемся режиме
ºС, (2.10.3)
где при закрытом исполнении машин коэффициент теплоотдачи поверхности якоря
Вт/м²∙град,
окружная частота вращения якоря
м/с. (2.10.4)
Превышение температуры коллектора. Полные потери на коллекторе
Вт. (2.10.5)
Поверхность охлаждения коллектора
м². (2.10.6)
Среднее превышение температуры коллектора над окружающей средой при установившемся режиме
ºС, (2.10.7)
где коэффициент теплоотдачи поверхности коллектора
Вт/м²∙град.
Превышение температуры обмотки возбуждения. Потери в одной катушке обмотки возбуждения
Вт, (2.10.8)
где – потери в меди обмотки возбуждения, Вт.
Поверхность охлаждения одной катушки обмотки возбуждения при станине с отъемными полюсами
м2, (2.10.9)
при шихтованной станине
м². (2.10.10)
где Ск и hк – ширина и высота катушки.
Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над окружающей средой при установившемся режиме
ºС, (2.10.11)
где при закрытом исполнении машин коэффициент теплоотдачи поверхности обмотки возбуждения
Вт/м²∙град.
Приложение 1. Марки и размеры круглых медных обмоточных проводов.
Диаметр
голого провода, ![]() | Сечение голого провода, ![]() | Диаметр провода с изоляцией, м | ||||
ПЭЛ и ПЭТ | ПЭВ-2 , ПЭТВ и ПЭФ-2 | ПЭЛШО и ПЭЛШКО | ПБД | ПЭТКСОТ | ||
0,05 ![]() | 0,00196 ![]() | 0,065 ![]() | 0,08 ![]() | 0,12 ![]() | - | - |
0,06 ![]() | 0,00283 ![]() | 0,0785 | 0,09 ![]() | 0,13 ![]() | - | - |
0,07 ![]() | 0,00385 ![]() | 0,085 ![]() | 0,10 ![]() | 0,14 ![]() | - | - |
0,08 ![]() | 0,00502 ![]() | 0,095 ![]() | 0,11 ![]() | 0,15 ![]() | - | - |
0,09 ![]() | 0,00686 ![]() | 0,105 ![]() | 0,12 ![]() | 0,16 ![]() | - | - |
0,10 ![]() | 0,00785 ![]() | 0,120 ![]() | 0,13 ![]() | 0,175 ![]() | - | - |
0,11 ![]() | 0,00950 ![]() | 0,130 ![]() | 0,14 ![]() | 0,185 ![]() | - | - |
0,12 ![]() | 0,0113 ![]() | 0,140 ![]() | 0,15 ![]() | 0,195 ![]() | - | - |
0,13 ![]() | 0,0132 ![]() | 0,150 ![]() | 0,16 ![]() | 0,205 ![]() | - | - |
0,14 ![]() | 0,0154 ![]() | 0,160 ![]() | 0,17 ![]() | 0,215 ![]() | - | - |
0,15 ![]() | 0,0176 ![]() | 0,170 ![]() | 0,19 ![]() | 0,225 ![]() | - | - |
0,16 ![]() | 0,0201 ![]() | 0,180 ![]() | 0,20 ![]() | 0,235 ![]() | - | - |
0,17 ![]() | 0,0227 ![]() | 0,190 ![]() | 0,21 ![]() | 0,245 ![]() | - | - |
0,18 ![]() | 0,0254 ![]() | 0,200 ![]() | 0,22 ![]() | 0,255 ![]() | - | - |
0,19 ![]() | 0,0283 ![]() | 0,210 ![]() | 0,23 ![]() | 0,265 ![]() | - | - |
0,20 ![]() | 0,0314 ![]() | 0,225 ![]() | 0,24 ![]() | 0,290 ![]() | 0,39 ![]() | - |
0,21 ![]() | 0,0346 ![]() | 0,235 ![]() | 0,25 ![]() | 0,300 ![]() | 0,40 ![]() | - |
0,23 ![]() | 0,0415 ![]() | 0,255 ![]() | 0,28 ![]() | 0,320 ![]() | 0,42 ![]() | - |
0,25 ![]() | 0,0440 ![]() | 0,275 ![]() | 0,30 ![]() | 0,340 ![]() | 0,44 ![]() | - |
0,27 ![]() | 0,0572 ![]() | 0,305 ![]() | 0,32 ![]() | 0,370 ![]() | 0,49 ![]() | - |
0,29 ![]() | 0,0660 ![]() | 0,325 ![]() | 0,34 ![]() | 0,390 ![]() | 0,51 ![]() | - |
0,31 ![]() | 0,0754 ![]() | 0,350 ![]() | 0,36 ![]() | 0,415 ![]() | 0,53 ![]() | - |
0,33 ![]() | 0,0855 ![]() | 0,370 ![]() | 0,38 ![]() | 0,435 ![]() | 0,55 ![]() | 0,47 ![]() |
0,35 ![]() | 0,0962 ![]() | 0,390 ![]() | 0,41 ![]() | 0,455 ![]() | 0,57 ![]() | 0,49 ![]() |
0,38 ![]() | 0,113 ![]() | 0,420 ![]() | 0,44 ![]() | 0,490 ![]() | 0,60 ![]() | 0,52 ![]() |
0,41 ![]() | 0,132 ![]() | 0,450 ![]() | 0,47 ![]() | 0,520 ![]() | 0,63 ![]() | 0,55 ![]() |
0,44 ![]() | 0,152 ![]() | 0,485 ![]() | 0,50 ![]() | 0,550 ![]() | 0,66 ![]() | 0,58 ![]() |
0,47 ![]() | 0,173 ![]() | 0,515 ![]() | 0,53 ![]() | 0,580 ![]() | 0,69 ![]() | 0,61 ![]() |
0,49 ![]() | 0,188 ![]() | 0,535 ![]() | 0,55 ![]() | 0,600 ![]() | 0,71 ![]() | 0,63 ![]() |
0,51 ![]() | 0,204 ![]() | 0,560 ![]() | 0,58 ![]() | 0,625 ![]() | 0,73 ![]() | 0,65 ![]() |
0,53 ![]() | 0,220 ![]() | 0,580 ![]() | 0,60 ![]() | 0,645 ![]() | 0,75 ![]() | 0,67 ![]() |
0,55 ![]() | 0,237 ![]() | 0,600 ![]() | 0,62 ![]() | 0,665 ![]() | 0,77 ![]() | 0,69 ![]() |
0,57 ![]() | 0,255 ![]() | 0,620 ![]() | 0,64 ![]() | 0,685 ![]() | 0,79 ![]() | 0,71 ![]() |
0,59 ![]() | 0,273 ![]() | 0,640 ![]() | 0,66 ![]() | 0,705 ![]() | 0,81 ![]() | 0,73 ![]() |
0,62 ![]() | 0,301 ![]() | 0,670 ![]() | 0,70 ![]() | 0,735 ![]() | 0,84 ![]() | 0,76 ![]() |
0,64 ![]() | 0,321 ![]() | 0,690 ![]() | 0,72 ![]() | 0,755 ![]() | 0,86 ![]() | 0,78 ![]() |
0,67 ![]() | 0,353 ![]() | 0,720 ![]() | 0,75 ![]() | 0,785 ![]() | 0,89 ![]() | 0,81 ![]() |
0,69 ![]() | 0,374 ![]() | 0,740 ![]() | 0,77 ![]() | 0,805 ![]() | 0,91 ![]() | 0,83 ![]() |
0,72 ![]() | 0,407 ![]() | 0,780 ![]() | 0,80 ![]() | 0,845 ![]() | 0,94 ![]() | 0,87 ![]() |
0,74 ![]() | 0,430 ![]() | 0,800 ![]() | 0,83 ![]() | 0,865 ![]() | 0,96 ![]() | 0,89 ![]() |
0,77 ![]() | 0,466 ![]() | 0,830 ![]() | 0,86 ![]() | 0,895 ![]() | 0,99 ![]() | 0,92 ![]() |
0,80 ![]() | 0,503 ![]() | 0,860 ![]() | 0,89 ![]() | 0,925 ![]() | 1,02 ![]() | 0,95 ![]() |
0,83 ![]() | 0,541 ![]() | 0,890 ![]() | 0,92 ![]() | 0,955 ![]() | 1,05 ![]() | 0,98 ![]() |
0,86 ![]() | 0,581 ![]() | 0,920 ![]() | 0,95 ![]() | 0,985 ![]() | 1,08 ![]() | 1,01 ![]() |
0,90 ![]() | 0,636 ![]() | 0,960 ![]() | 0,99 ![]() | 1,025 ![]() | 1,12 ![]() | 1,06 ![]() |
0,93 ![]() | 0,679 ![]() | 0,990 ![]() | 1,02 ![]() | 1,055 ![]() | 1,15 ![]() | - |
0,96 ![]() | 0,724 ![]() | 1,020 ![]() | 1,05 ![]() | 1,085 ![]() | 1,18 ![]() | - |
1,00 ![]() | 0,785 ![]() | 1,070 ![]() | 1,11 ![]() | 1,135 ![]() | 1,27 ![]() | - |
1,04 ![]() | 0,850 ![]() | 1,115 ![]() | 1,15 ![]() | 1,175 ![]() | 1,31 ![]() | - |
1,08 ![]() | 0,916 ![]() | 1,155 ![]() | 1,19 ![]() | 1,215 ![]() | 1,35 ![]() | - |
1,12 ![]() | 0,985 ![]() | 1,195 ![]() | 1,23 ![]() | 1,255 ![]() | 1,39 ![]() | - |
1,16 ![]() | 1,057 ![]() | 1,235 ![]() | 1,27 ![]() | 1,295 ![]() | 1,43 ![]() | - |
1,20 ![]() | 1,130 ![]() | 1,280 ![]() | 1,31 ![]() | 1,335 ![]() | 1,47 ![]() | - |
1,25 ![]() | 1,2101 ![]() | 1,330 ![]() | 1,36 ![]() | 1,385 ![]() | 1,52 ![]() | - |
1,30 ![]() | 1,330 ![]() | 1,380 ![]() | 1,41 ![]() | 1,435 ![]() | 1,57 ![]() | - |
1,35 ![]() | 1,430 ![]() | 1,430 ![]() | 1,46 ![]() | 1,485 ![]() | 1,62 ![]() | - |
1,40 ![]() | 1,540 ![]() | 1,480 ![]() | 1,51 ![]() | 1,535 ![]() | 1,67 ![]() | - |
1,45 ![]() | 1,650 ![]() | 1,530 ![]() | 1,56 ![]() | 1,585 ![]() | 1,72 ![]() | - |
1,50 ![]() | 1,770 ![]() | 1,580 ![]() | 1,61 ![]() | 1,655 ![]() | 1,77 ![]() | - |
1,56 ![]() | 1,91 ![]() | 1,640 ![]() | 1,67 ![]() | 1,715 ![]() | 1,83 ![]() | - |
1,62 ![]() | 2,06 ![]() | 1,700 ![]() | 1,73 ![]() | 1,755 ![]() | 1,89 ![]() | - |
1,68 ![]() | 2,21 ![]() | 1,760 ![]() | 1,79 ![]() | 1,835 ![]() | 1,95 ![]() | - |
1,74 ![]() | 2,37 ![]() | 1,820 ![]() | 1,85 ![]() | 1,895 ![]() | 2,01 ![]() | - |
1,81 ![]() | 2,57 ![]() | 1,890 ![]() | 1,93 ![]() | 1,965 ![]() | 2,08 ![]() | - |
1,88 ![]() | 2,77 ![]() | 1,960 ![]() | 2,00 ![]() | 2,035 ![]() | 2,15 ![]() | - |
1,95 ![]() | 2,99 ![]() | 2,030 ![]() | 2,07 ![]() | 2,105 ![]() | 2,22 ![]() | - |
2,02 ![]() | 3,20 ![]() | 2,100 ![]() | 2,14 ![]() | 2,175 ![]() | 2,29 ![]() | - |
2,10 ![]() | 3,46 ![]() | 2,180 ![]() | 2,23 ![]() | 2,255 ![]() | 2,37 ![]() | - |
2,26 ![]() | 4,02 ![]() | 2,340 ![]() | 2,39 ![]() | 2,415 ![]() | 2,53 ![]() | - |
2,44 ![]() | 4,65 ![]() | 2,520 ![]() | 2,57 ![]() | 2,595 ![]() | 2,71 ![]() | - |
Приложение 1 (Продолжение).