4.2 Определение рабочей длины коллектора

Рабочую длину коллектора находим по формуле

(4.8)

где b_рб – осевой разбег якорных подшипников, b_рб = 10 мм;

∆_щд – толщина разделяющей стенки окна щеткодержателя,

∆_щд = (3÷5мм); ∆_щд = 5 мм;

r – размер фасок краев рабочей поверхности коллектора,r =2 мм.

мм =0,083 м.

Достаточность длины рабочей части коллектора по нагреву можно оценить по эмпирической формуле

, (4.9)

м,

.

Далее определяю удельные и поверхностные потери на коллекторе от трения щеток по выражению

(4.10)

где f_мр – коэффициент трения щеток о коллектор, f_мр =0,23;

p_щ – удельное давление на щетку, p_щ =25 кПа (таблица Б.2) [1];

V_ки – окружная скорость коллектора при режиме испытательной частоты вращения, V_KU =1,35V_kmax=1,35∙53,56=72,306 м/с²;

– суммарная площадь всех щеток на коллекторе, =2р∙S_щ=2∙2∙0,00128=0,00512 м²;

_из – толщина изоляции между пластинами, м

кВт/м²

Из расчета видно, что механические потери мощности на коллекторе не превышают допустимые, которые составляют 40÷50 кВт/м², значит рассчитанный щеточно-коллекторный аппарат, будет функционировать без опасности перегрева.

5 Расчет компенсационной обмотки

Ток в проводниках компенсационной обмотки по величине такой же, что и ток якоря

A; (5.1)

Коэффициент степени компенсации

. (5.2)

Диапазон требуемого числа витков катушки компенсационной обмотки

; (5.3)

.

Принимаю число витков катушки компенсационной обмотки

. (5.4)

Допустимое число проводников в пазу

; (5.5)

.

Принимаем число проводников в пазу

. (5.6)

Число пазов компенсационной обмотки в одном главном полюсе

; (5.7)

.

Шаг по пазам на поверхности якоря должен отличаться от шага по пазам компенсационной обмотки не менее чем на 10 %, что приводит к еще одному ограничению на число пазов компенсационной обмотки

; (5.8)

.

Площадь поперечного сечения проводников компенсационной обмотки ,

; (5.9)

где - ориентировочное значение плотности тока к

компенсационной обмотке, ;

.

Выбираем провод:

; (5.10)

; (5.11)

(5.12)

Толщина межвитковой изоляции по ширине паза

; (5.13)

.

Толщина корпусной изоляции по ширине паза

; (5.14)

.

Толщина покровной изоляции по ширине паза

; (5.15)

.

Толщину изоляционных лент принимают такой же, как и при расчете якорных пазов.

Размер паза компенсационной обмотки по ширине , мм

; (5.16)

.

Толщина межвитковой изоляции по высоте паза

; (5.17)

.

Толщина корпусной изоляции по высоте паза

; (5.18)

.

Толщина покровной изоляции по высоте паза

; (5.19)

.

Полная высота паза компенсационной обмотки , мм

(5.20)

.

Длинна действительной полюсной дуги:

, (5.21)

где - величина воздушного зазора под главным полюсом, м;

.

Шаг по пазам компенсационной обмотки

; (5.22)

.

Из эскиза магнитной системы определяем с учетом масштаба конструкционные размеры A, B и C

; (5.23)

; (5.24)

. (5.25)

Площадь сечения зубцового слоя полюса

, (5.26)

где - количество пазов на участке А;

- длина сердечника главного полюса, м;

- коэффициент заполнения сталью сердечника полюса, ;

.

Индукция в зубцах компенсационной обмотки, Тл

, (5.27)

где - коэффициент рассеивания наконечника;

.

Ширина зубца

; (5.28)

.

Полюсное деление по пазам компенсационной обмотки, м

; (5.29)

.

Средняя длина лобовой части полувитка катушки компенсационной обмотки, м

; (5.30)

где - прямолинейный участок катушки на выходе из паза, м;

- зазор между торцовыми частями соседних катушек, м;

.

Средняя длина витка катушки компенсационной обмотки, м

; (5.31)

.

Сопротивление компенсационной обмотки при 20°С, Ом

, (5.32)

где - площадь поперечного сечения проводников

компенсационной обмотки, ;

.

Масса меди компенсационной обмотки, кг

; (5.33)