2. Розрахунок однофазного колекторного двигуна

Розрахунок однофазного колекторного двигуна складається з таких етапів:

1. Розрахунок основних розмірів.

2. Розрахунок обмоткових даних якоря.

3. Розрахунок провідників обмотки якоря, зубців і пазів.

4. Розрахунок колектора і щіток.

5. Розрахунок величини повітряного проміжку, розмірів полюса й осердя статора.

6. Розрахунок магнітного кола та магніторушійної сили (МРС) реакції якоря.

7. Розрахунок обмотки збудження.

8. Розрахунок коефіцієнта потужності.

9. Розрахунок втрат потужності та коефіцієнта віддачі двигуна.

10. Розрахунок робочих характеристик.

11. Тепловий розрахунок.

Підставою для розрахунку ОКД є завдання на проектування, яке містить такі дані:

1. Номінальна потужність двигуна, Вт.

2. Номінальна напруга живлення двигуна, В.

3. Номінальна частота напруги живлення, Гц.

4. Номінальна швидкість обертання двигуна, об/хв.

5. Режим роботи (тривалий, короткочасний тощо).

6. Виконання двигуна (закрите, захищене).

2.1. Розрахунок основних розмірів

Основними розмірами ОКД називають діаметр розточки якоря та його розрахункову довжину . Ці розміри визначають усі інші розміри машини і від них залежать її габарити, маса та інші техніко-економічні показники.

Основні розміри в першу чергу залежать від електромагнітної потужності двигуна, яку можна визначити лише після повного електромагнітного розрахунку двигуна, а на даному етапі її визначають наближено за формулою [1]:

– для двигунів, які працюють у тривалому режимі

;

(1)

– для двигунів, які працюють в короткочасному або повторно-короткочасному режимі

,

(2)

де  – попереднє значення коефіцієнта віддачі двигуна, яке вибирають з таблиці 1.

Таблиця 1

Коефіцієнт віддачі (%) ОКД

	Тривалий режим	Короткочасний та повторно-короткочасний режими
10	30  36	28  31
20	40  47	36  40
30	47  51	41  44
40	48  53	43  47
50	50  55	44  48
60	51  56	45  50
70	52  57	46  51
80	53  58	46  51
90	54  59	46  51
100	55  60	46  51
200	56  61	51  55
300	57  62	54  58
400	60  65	56  61
500	62  67	58  62
600	65  70	59  64
700	67  72	60  65
800	68  73	61  66
900	69  74	62  67
1000	70  75	63  67

Для розрахунку основних розмірів використовують формулу Арнольда

,

(3)

де А – лінійне навантаження якоря, А/м;

– амплітуда магнітної індукції у повітряному проміжку, Тл;

– коефіцієнт полюсного перекриття.

Значення лінійного навантаження та магнітної індукції вибирають з таблиці 2.

Таблиця 2

Лінійне навантаження та магнітна індукція у повітряному проміжку ОКД

	Лінійне навантаження А, А/м		Магнітна індукція , Тл
	Тривалий режим	Короткочасний та повторно-короткочасний режими	Тривалий режим	Короткочасний та повторно-короткочасний режими
0,001	3500  4500	8000  8800	0,2  0,22	0,25  0,27
0,002	5200  6000	10000 10800	0,25  0,28	0,29  0,31
0,003	6000  7000	11500  12000	0,29  0,31	0,31  0,33
0,004	6500  7500	12200  12800	0,31  0,33	0,33  0,35
0,005	7000  8000	13000  13500	0,32  0,34	0,34  0,36
0,006	7100  8100	13600  14200	0,33  0,35	0,35  0,37
0,007	7200  8200	14000  14500	0,34  0,36	0,36  0,38
0,008	7200  8200	14500  15000	0,34  0,36	0,37  0,39
0,009	7200  8200	15000  15500	0,34  0,36	0,38  0,40
0,010	7200  8200	15500  15800	0,34  0,36	0,39  0,41
0,020	8800  9200	16000  16800	0,34  0,36	0,41  0,43
0,040	9900  10300	17500  18200	0,36  0,38	0,44  0,46
0,060	10500  11000	18500  19300	0,39  0,41	0,46  0,48
0,080	11200  11700	19300  20000	0,41  0,43	0,49  0,51
0,100	11800  12200	20000  21000	0,42  0,44	0,51  0,53
0,120	11900  12500	20500  21500	0,43  0,45	0,53  0,55
0,140	12000  12600	21000  22000	0,44  0,46	0,54  0,56
0,160	12200  12800	21300  22500	0,45  0,47	0,55  0,57
0,180	12300  12900	21800  22800	0,46  0,48	0,56  0,58
0,200	12400  13000	22000  23000	0,46  0,48	0,57  0,59

Якщо обчислити за формулою (1) чи (2), задати значення А, і , то формула (3) міститиме дві невідомі – та . Тому для обчислення основних розмірів задаються відношенням розрахункової довжини якоря до його діаметра і, підставивши цей вираз до (3), отримують формулу для обчислення діаметра якоря

.

(4)

В ОКД довжину осердя якоря приймають рівною його розрахунковій довжині і обчислюють за формулою

.

(5)

Розрахунок основних розмірів виконують у такій послідовності:

1. Обчислюють електромагнітну потужність двигуна за формулою (1) чи (2), вибравши при цьому значення  з табл. 1.

2. Обчислюють діаметр якоря за формулою (4), задавшись при цьому значеннями А та (з табл. 2), та .

Обчислене значення заокруглюють до найближчого числа з нормалізованого ряду ( табл. 1Д).