Выбор основных размеров генератора

Электромагнитная мощность генератора (кВт), где выбирается по кривой (рис. I).

Рис. I. Зависимость

Ток якоря:

Ток возбуждения:

Так как генератор работает совместно с угольным регулятором на­пряжения, то ток возбуждения определяется по формуле:

, где

Номинальная мощность генератора равна: (Вт). Найдя отношение и используя график кривой, выбираем число пар полюсов 2р и диаметр якоря Д.

Рис. 2. График зависимости диаметра якоря генератора от отношения

Рекомендуемые диаметры якорей, которые приняты в единых сериях машин (табл.2).

Таблица 2

D (см)	5,6	7	8,3	9,6	10,6	12,0	13,8
∆Ш (см)	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5

∆_Ш - припуск на штамповку (на обе стороны).

Рис. 3. График зависимости индукции в воздушном зазоре В_δ

от диаметра якоря D в авиационных машинах постоянного тока

По величине диаметра D , используя кривые (рис. 3 и рис.4), определяем магнитную индукцию в воздушном зазоре В_δ и плотность тока в обмотках А. При этом необходимо учесть, что чем больше электромагнитная нагрузка (В_δ, А), тем меньше размеры якоря. Однако увеличение А и В_δ ограничивается, тем, что возрастают потеря мощности в меди и стали, увеличивается перегрев и снижается коэффициент полезного действия машины.

Для якоря определяется из основного расчёта управления (см), где

Отношение , где (см). λ должно быть в пределах 0,8-1,6.

Рис. 4. График зависимости линейной нагрузки А авиационных

машин постоянного тока длительного режима от диаметра D:

1. генераторы с поддувом;

2. генераторы и двигатели с самовентиляцией;

3. двигатели с естественным охлаждением

Расчет обмотки якоря

Число проводников в одной параллельной ветви:

, где (В_δ)

Принимается простая петлевая обмотка 2а = 2р. Общее число прово­дов якоря . Далее следует выбрать число витков ω_S секции, число коллекторных пластин К и число пазов Z.

Число ω_S следует выбирать наименьшим, так как при этом уменьшается ЭДС в короткозамкнутой секции и улучшается коммутация.

Длина окружности коллектора:

L_k=πD_k . (Принять D_k=D)

Ширина коллекторной пластины с толщиной изоляции

β_k+Δk=t_k ,

где t_k – коллекторное деление.

Тогда число коллекторных пластин

.

Число пазов , где U_n - число коллекторных пластин на паз, выбирается равным 1 или 3 при 2р = 4, или 2 или 4 при 2р = 6.

Шаг обмотки по пазам , где , . Знак минус соответствует обмотке с укороченным шагом, знак плюс - обмотке с удлиненным. Удлинение шага нежелательно, так как это приводит к увеличению лобовых частей и удлинению якоря.

Шаг по коллектору =1. Полное число проводников в пазу .

Сечение обмотки якоря определяется по формуле: (см), где j_я - плотность тока для машин с продувом равна (14 20)[А/мм²]_. А затем сечение уточняется по таблице обмоточных проводов. При сечениях до 2 мм² обмотка изготавливается из круглого провода марок ПЭЛШО или ПЭВ-2 (Приложение I). Для больших сечений - из прямоугольных проводов марок ПЩД или ПЭВП.

Сопротивление обмотки якоря определяется выражением

,

где - удельное сопротивление меди обмотки при температуре +120°С;

l - средняя длина полувитка обмотки якоря в (м);

Длина лобовой части обмотки с достаточной для практики точностью определяется:

а) для обмотки из круглого провода

при 2р = 2 = (0.8 - 0,9)τ (м);

при 2р = 4 = 1,2τ (м);

б) для обмотки из прямоугольного провода (м). Падение напряжения в обмотке якоря

Размеры магнитопровода

Магнитопровод генератора изготавливается из следующих материалов: - якорь (сталь Э21 толщиной 0..35 мм)

• изоляция листов -оксидирование;

• полюсы -сталь Э толщиной 0,5 мм;

• корпус -сталь Э или ЭА (армко);

Воздушный зазор (см), где (см).

Величина воздушного зазора авиационных электрических машин постоянного тока (табл. 3).

Таблица 3

РН (Вт)	До 6000	9000-12000	18000-24000
(см)	0,05	0,05-0,06	0,07

Внутренний диаметр якоря D_ВН определяется высотой спинки якоря λ_Я, которая может быть определена как (см), где В_я - магнитная индукция в спинке якоря. Для указанных марок стали рекомендуется принимать значения В_я по табл. 4.

Кс - коэффициент заполнения пакета сталью.

Для указанных марок стали К_С = 0,95.

Таблица 4

РН (Вт)	До 100	100-1000	>1000
ВЯ (тл)	1,0-1,3	1,3-1,5	1,5-1,7
Вm (тл)	1,0-1,2	1,2-1,4	1,4-1,7
Вj (тл)	1,0-1,2	1,1-1,3	1,3-1,5

Пазы якоря могут быть овальной и прямоугольной формы. Пазы овальной формы применяются для укладки круглых проводов, а прямоугольной формы для прямоугольных проводов. Для авиационных машин постоянного тока высота прямоугольного паза λ_Я колеблется в пределах (0,65-1,3) см.

Внутренний диаметр якоря D_ВН определяется как

(см) .

Для машин мощностью свыше 300 - 500 Вт внутренний диаметр якоря обычно больше диаметра вала: D_ВН >d_В. Это объясняется необходимостью размещения в якоре гибкого и полого валов и каналов охлаждения. Диаметр вала определяется по кривой (рис.5).

Рис. 5. Зависимость диаметра вала от диаметра якоря

Для определения размеров полюса необходимо выбрать допустимую индукцию в нем В_m по табл. 4.

Магнитный поток, преходящий через полюсы и корпус, равен , где - коэффициент рассеивания полюсов, равный 1,1 - 1,25. Сечение полюса (см²). Длина сердечника полюса l_m берется равной или меньшей l. l_m≤l. Задавшись длиной l_m, находят ширину полюса :

Высота полюса h_m определяется как h_m≈(1÷1.3)в_m .

Корпус машины (ярмо) является активной частью. Сечение корпуса S_j выбирается по допустимой индукции B_j, которую следует выбирать по табл. 4, тогда (см²).

Длина корпуса l_jобычно равна l_j=(1.2÷1.4)l_m, а высота спинки корпуса и должна быть не менее 0,35 см.

Наружный диаметр машины определяется как

(см)

Отношение наружного диаметра к диаметру якоря находится в пределах: