Электрооборудование электроподвижного состава - Транспорт курсовая работа

Главная

Транспорт
Электрооборудование электроподвижного состава

Проектирование тягового двигателя. Определение диаметра якоря, параметра зубчатой передачи, размеров проводника обмотки. Магнитная характеристика машины. Скоростные характеристики двигателя, расчет КПД. Определение технико-экономических показателей.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

по дисциплине: "Электрооборудование электроподвижного состава"
тяговый двигатель зубчатая передача обмотка
1. Предварительное определение диаметра якоря
2. Определение параметра зубчатой передачи
4. Определение размеров проводника обмотки, размеров пазов и зубцов
5. Определение магнитного потока машины и длины шихтованного пакета якоря
6. Выбор оптимальной геометрии зубцового слоя
7. Составление эскиза магнитной цепи
8. Определение намагничивающей силы главных полюсов и числа их витков
9. Расчет магнитной характеристики машины
10. Определение размеров коллектора и щеток
12. Определение максимально допустимой степени ослабления поля
13. Расчет и построение скоростных характеристик тягового двигателя и
15. Расчет и построение характеристик вращающего момента на валу двигателя и тягового усилия на ободе колеса
16. Определение технико-экономических показателей спроектированного двигателя
4 . Определение размеров проводника обмотки, размеров пазов и зубцов
Площадь поперечного сечения проводника якорной обмотки определяется из условий нагревания. Температура проводников /1, стр. 228/ зависит от величины электрических потерь, приходящихся на 1 см 2 цилиндрической поверхности якоря. Эти потери пропорциональны плотности тока в проводнике и линейной нагрузке . В практике тягового электромашиностроения пользуются понятием «фактор нагрева» , значения которого для машин с независимой вентиляцией и изоляцией класса F в часовом режиме не должно превышать 2200-2800 В /1, стр. 13/:
- для машин с независимой вентиляцией класса В при напряжении относительно земли 3000-3300 В;
- то же, но при напряжении относительно земли 1500-1600 В;
- то же, но при напряжении относительно земли 950-1000 В.
В случае применения в якоре изоляции класса F указанные величины повышаются на 10-15%. По фактору нагрева определяют допустимую плотность тока в проводнике
Сечение проводника уравнительного соединения принимают
По сечению намечаем размеры меди , округляя их до ближайших по ГОСТ 434-78 на обмоточную медь (см. /2, стр. 460/ либо приложение 1).
Проводники якоря в пазу могут располагаться как вертикально, так и горизонтально - плашмя. Применение расположения проводников в пазу якоря - горизонтальное - плашмя (рис. 5.1) позволяет по сравнению с вертикальным повысить на 10-15% мощность при том же нагреве. Заполнение паза якоря рекомендуется производить с учетом рис. 5.1 по схеме, изложенной ниже в табличной форме.
Место, занимаемое изоляцией по ширине паза: изоляция проводника 7 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, один слой в полуперекрышу
Изоляция пакета (корпусная) 5 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, четыре слоя в полуперекрышу
Изоляция покровная 4 - стеклолента толщиной 0,1 мм, один слой встык
Предохранительная пазовая изоляция 3 - U-образная коробочка из пленкостеклоткани толщиной 0,15 мм 0,15 х 2
Место, занимаемое изоляцией по высоте паза: изоляция проводника 7 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, один слой в полуперекрышу
Изоляция пакета 5 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, четыре слоя в полуперекрышу
Изоляция покровная 4 - стеклолента толщиной 0,1 мм, один слой встык
Предохранительная пазовая изоляция 3 - U-образная коробочка из пленкостеклоткани толщиной 0,15 мм 0,15 х 1
Прокладки 2 и 6 толщиной по 0,3 мм, две под клин и одна на дно паза
Ориентировочно правильность выбора проводника проверяется отношением глубины паза к его ширине.
По вышеизложенным размерам глубина паза при ширине провода определяется из формулы:
При проектировании решить задачу об оптимальном геометрическом очертании и размерах паза можно, только сравнивая результаты вариантов расчета. Для этого целесообразно задаться тремя проводниками приблизительно одинакового поперечного сечения, но с различным соотношением сторон . Проводники необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы определенная на основании размеров проводника конфигурация паза охватывала весь диапазон значений, рекомендуемых формулой (5.5).
Рис. 5.1. Способ размещения проводников в пазу якоря «плашмя»:
1 - пазовый клин; 2, 6, 8 - прокладки (под клин 2 шт. и по одной на дно паза и между катушками); 3 - пазовая изоляция (коробочка из пленкостеклоткани ГПЛ); 4 - покровная изоляция; 5 -корпусная изоляция; 7 - витковая изоляция
Возьмем 3 варианта размеров проводника и проведем расчет:
При этом оптимальная ширина паза определяется по формуле:
где , а h z определяется из формулы (5.5)-зубцовое деление по дну пазов;
b из - может быть определена в зависимости от напряжения по отношению к корпусу /1,стр.22/. b из =2.6
По условиям магнитного насыщения и механической прочности нужно, чтобы
Ширина зубца якоря на высоте 1/3 от его основания (это место условно выбирается как расчётное)
С учетом допусков штамповки получим
где - ширина зубца в расчетном сечении.
5 . Определение магнитного потока машины и длины шихтованного пакета якоря
Магнитный поток машины определяется из условия, что в обмотке якоря, параметры которой были рассчитаны ранее, при часовой скорости вращения n ч наводится ЭДС, величина которой для мощных машин принимается равной 0,95 U к .
то из этой формулы можно определить необходимое значение потока одного полюса
Лимитирующим участком магнитной цепи машины является зубцовый слой. Длина шихтованного пакета якоря выбирается такой, чтобы индукция в зубце во избежание больших магнитных потерь в стали и добавочных в меди обмотки не превышала определенных значений.
где - индукция в сечении зубца на 1/3 высоты (для сталей марок Э21, Э22 выбирается равной Гс);
- расчетный коэффициент полюсного перекрытия;
- число зубцов якоря (число пазов);
0,94 - коэффициент, учитывающий изоляцию листов пакета якоря.
Коэффициент полюсного перекрытия, выбираемый ориентировочно по кривой (см. рис. 6.1 или /1/, стр.18), представляет собой отношение полюсной дуги b к полюсному делению на поверхности якоря , т.е.
Коэффициент полюсного перекрытия ар=0.61
Рис. 6.1. Определение коэффициента полюсного перекрытия
Для предотвращения пульсаций магнитного потока полюса желательно, чтобы
где t 1 - зубцовое деление на поверхности якоря, равное
Действительная полюсная дуга , которую нужно знать при разборке чертежей машины, отличается от расчетной за счет распушения магнитного потока в воздушном зазоре у краев полюса /1, стр. 16/ и может быть определена из выражения
где =5 - величина зазора под полюсом;
- коэффициент, зависящий от типа зазора; при равномерном зазоре .
У тяговых двигателей с компенсационной обмоткой зазор под полюсом принимается равномерным, равным . Расчетные данные привести в таблице 6.1.
6 . Выбор оптимальной геометрии зубцового слоя
От геометрии зубцового слоя зависят длина шихтованного пакета железа якоря, реактивная ЭДС коммутируемой секции, периметр поперечного сечения паза и ряд других параметров машины.
В курсовом проекте предлагается выбрать оптимальную геометрию, исходя из следующих критериев:
длина шихтованного пакета якоря должна быть по возможности минимальной и по условиям вписывания машины в габарит подвижного состава не должна превышать ;
средняя реактивная ЭДС коммутируемой секции в номинальном режиме не должна превышать ;
не должна нарушаться механическая прочность зубца у основания, т.е. .
Влияние периметра поперечного сечения паза, от которого зависит площадь охлаждения проводников якорной обмотки, на нагревание машины в курсовом проекте можно не учитывать.
Среднюю величину реактивной ЭДС коммутируемой секции можно определить ориентировочно по формуле Пихельмайера:
где - длина лобовых частей обмотки, принимаемая ; размерность других величин : я - в см; и h z - в см; v яч - в м/сек; А ч - в А/см.
Геометрию зубцового слоя можно считать оптимальной в том случае, если будут удовлетворены все перечисленные выше требования. Последующие расчеты необходимо выполнять только для варианта с оптимальной геометрией.
Расчетные данные свести в таблицу 7.1.
Т.к все три варианта удовлетворяют условиям, то для расчета можно выбрать любой. Для расчета принимаем 2-й вариант.
7 . Составление эскиза магнитной цепи
С разработки эскиза магнитной цепи начинается расчет магнитной цепи машины /1, стр. 150/.
Порядок составления эскиза следующий.
Прежде всего, проводим внешнюю окружность якоря намеченного диаметра и по известным размерам паза h z х наносим зубцовый слой машины (рис. 8.1).
8 . Определение намагничивающей силы главных полюсов и числа их витков
Этот расчёт выполняется на основании закона полного тока с использованием разработанного эскиза магнитной цепи. Согласно этому закону сумма падений магнитных напряжений по замкнутой магнитной силовой цепи равна полному току (ампер - виткам), охватывающему данную магнитную цепь.
Обычно расчёт выполняют для одного полюса, учитывая тем самым падение магнитного потенциала только в одной симметричной половине замкнутой магнитной цепи и определяя намагничивающую силу катушки только одного полюса.
При определении магнитного потенциала в машинах с компенсационной обмоткой необходимо учитывать:
- дополнительное падение намагничивающей силы в зубцах компенсационной обмотки;
- то, что падение намагничивающей силы в воздушном зазоре будет зависеть также и от зубчатости полюса;
- то, что магнитная характеристика при нагрузке совпадает с характеристикой « холостого хода».
При холостом ходе, т.е. при отсутствии размагничивания полем якоря, сумма падений магнитного напряжения, отнесенная к одному полюсу, равна
где - удельные падения магнитного напряжения соответственно в остове, сердечнике полюса, полюсном наконечнике, зубцовом слое компенсационной обмотки, зубцах и спинке якоря, А/см;
- падение магнитного напряжения в воздушном зазоре, А;
- магнитная индукция в месте стыка сердечника полюса и остова, Гс.
Расчетный зазор связан с ранее выбранным зазором соотношением
где - коэффициент воздушного зазора, учитывающий повышение падения магнитного напряжения из-за зубчатой формы сердечника якоря и полюсного наконечника, вызывающий неравномерное распределение индукции в воздушном зазоре, равный
где tko и t1=3.82 - зубцовые деления якоря и компенсационной обмотки, см;
и - ширины зубцового якоря и компенсационной обмотки по окружности якоря, см, где ; .
По эскизу магнитной цепи рассчитаем :
Удельное падение магнитного напряжения Н на каждом участке зависит от величины магнитной индукции и материала магнитопровода. Его определяют в зависимости от величины магнитной индукции В по таблицам приложения 1 (/1/, стр.494).
Расчёты по формуле (9.1) сводятся в табл. 9.1.
По полученной величине определяем коэффициент насыщения
который должен находиться в пределах для того, чтобы проектируемый двигатель имел хорошие регулировочные свойства.
Для расчёта катушки возбуждения к необходимо добавить некоторую дополнительную намагничивающую силу для учёта магнитных полей рассеяния, технологических отступлений при производстве двигателей и отклонений от расчётных магнитных свойств сталей.
Тогда полная намагничивающая сила холостого хода будет равна
где - коэффициент учета дополнительной намагничивающей силы.
По закону полного тока полная н.с. холостого хода должна равняться н.с. обмотки возбуждения одного полюса, т.е.
Откуда число витков катушки главного полюса
Для ТЭД пульсирующего тока (электровозы переменного тока) ток возбуждения связан с током якоря соотношением:
где -коэффициент постоянного ослабления поля;
9 . Расчет магнитной характеристики машины
Магнитной характеристикой машины называется зависимость магнитного потока Ф (или пропорциональной ему величины сФ) от намагничивающей силы катушек главных полюсов (или от пропорционального ей тока возбуждения ).
Расчет магнитной характеристики машины заключается в определении потерь намагничивающей силы для различных значений магнитного потока на полюс 0,25; 0,75; 1,15 от при токе якоря, равному нулю, что соответственно изменяет величину В до значений, равных 0,25; 0,75; 1,15 от В номинального, представленного в таблице 9.1.
Расчетные данные для построения магнитной характеристики двигателя
Так как характеристика намагничивания используется в дальнейшем для построения скоростных характеристик, то удобнее пользоваться кривой намагничивания в виде функции .
10 . Определение размеров коллектора и щеток
Прежде всего, выбирается ширина щётки b щ так, чтобы щётка перекрывала определённое число коллекторных пластин. По условиям коммутации двигателей постоянного тока коэффициент щеточного перекрытия должен находиться в пределах 4.
Для того, чтобы определить коллекторное деление , необходимо уточнить диаметр коллектора . Принимаем =(0.8-0.9). Дя=0.8Дя=0.8*56=44.8. Диаметр коллектора по условиям закладки и впайки концов проводников обмотки в шлицы петушков должен удовлетворять соотношению:
Площадь прилегания к коллектору щеток одного щеткодержателя
где - число пар щеткодержателей, причем обычно ;
- плотность тока под щеткой при часовом режиме.
Общая длина щеток одного щеткодержателя:
где - число щеток в щеткодержателе ().
При выборе размеров щёток следует ориентироваться на данные ГОСТ 2332-81 или на/1,стр 499/. Окончательные размеры щеток будут 2х5.
Установив размер щёток, определяют окончательное значение плотности тока под щетками
Длина рабочей части коллектора определяем как:
Второй член этого выражения учитывает шахматное расположение и зазоры между отдельными щётками щёткодержателя, а последний - припуск по краям коллектора.
Ширина канавки для выхода шлифовального круга берется равной .
Длина петушка определяется по допустимой плотности тока в контакте проводника со щечками пластины .
где h - высота проводника одной секции, т.е. высота одного проводника по глубине паза, при укладке проводников «плашмя». В случае укладки проводников в пазу «на ребро», h= 2b=8мм, т. е. двойной высоте проводника.
Целью данного расчета является проверка напряженности коммутации, которая характеризуется реактивной ЭДС коммутируемой секции /1, стр.172/.
Изменение тока в проводнике сопровождается ЭДС самоиндукции
где - число витков секции (для всех тяговых двигателей);
Поскольку поток проходит по участкам, в которых не происходит насыщения, то выражение (12.1) можно преобразовать
где - мгновенное значение тока секции, А;
- индуктивность секции, характеризующая потокосцепления секции при протекании по секции тока в 1 А.
В основу определения L с положено понятие об удельной магнитной проводимости п , под которой понимают число потокосцеплений на единицу длины секции, по которой течёт ток в 1 А.
Учитывая сложную форму зубцового слоя и способ укладки обмотки, поток условно разбивается на четыре части, для каждой из которых определяется удельная магнитная проводимость
где - удельная проводимость в области расположения проводников ;
- то же в зоне воздушного зазора (коронка зубцов);
- то же в зоне лобовых частей, отнесённой к пазу.
Все размеры зубцового слоя показаны на рис.3-32 /1, стр.172/.
Длина лобовых частей s принимается: s = (1,12 1,3) .
Индуктивность секции, выраженная через удельную магнитную проводимость:
Формула (12.4) получена для случая, когда в пазу находится только одна секция. Но, так как для тяговых двигателей в пазу находятся проводники, принадлежащие разным секциям и уложенные на разной высоте (в два слоя), то только часть потокосцепления коммутирующего проводника из нижнего слоя будет охватывать проводник из верхнего слоя. Потокосцепление секций разных слоёв учитывается коэффициентом проводимости взаимоиндукции слоёв
Следует заметить, что выражение (12.5) отличается от (12.3) коэффициентом и отсутствием коэффициента проводимости лобовых частей , так как проводники при выходе из паза разводятся в разные стороны.
Таким образом, при двух проводниках в пазу в верхнем проводнике наводится ЭДС самоиндукции и ЭДС взаимоиндукции , равные
Предполагая прямолинейную коммутацию, можно считать
Период коммутации можно выразить через окружную скорость коллектора (м/сек) при часовом токе.
Обычно в пазу якоря тягового двигателя находится u п =614 проводников. Определение ЭДС коммутации в этом случае производится с учетом расположения проводников в пазу.
Для случая, когда проводники укладываются в пазу в два слоя (см. рис. 5.1), во всех проводниках, лежащих в одном слое, наводится одинаковая ЭДС - реактивная ЭДС е р .
Под реактивной ЭДС понимается сумма ЭДС самоиндукции проводников, лежащих в одном слое паза, и сумма ЭДС взаимоиндукции е вп , т.е. ЭДС, которая наводится в проводниках одного слоя при изменении тока в проводниках другого слоя.
Определяется реактивная ЭДС е р из диаграммы пазового поля. В первую очередь строится диаграмма тока в проводниках, лежащих в одном слое при прямолинейной коммутации (рис. 12.1).
Масштабы тока и линейный выбираются: =510 А/мм, =1 (линейный масштаб откладывается по оси Х - см. рис. 12.1).
- ширина щетки, приведенная к окружности якоря:
Сдвиг между началами коммутации смежных проводников в линейном масштабе соответствует коллекторному делению, приведенному к окружности якоря (это относится как для самоиндукции, так и взаимоиндукции)
Тогда средние значения ЭДС могут быть рассчитаны по формулам:
Затем строится диаграмма ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых в тех же проводниках паза (рис. 12.1).
Масштаб ЭДС рекомендуется принимать равным m е = 0,2 В/мм.
Если обмотка выполнена с укорочением шага , то диаграмма е вп смещается относительно диаграммы e сп на величину укорочения шага (именно этому случаю соответствует рис. 12.1). По рис.12.1 определим ширину зоны коммутации bзк и значение реактивной Э.Д.С. еpmax=4.23 В.
При многослойной обмотке (расположение проводников плашмя), ЭДС, которая будет наводиться в проводнике при коммутации, зависит от положения проводника в пазу. Коэффициенты само- и взаимоиндукции каждого проводника различны и определяются для слоя К (отсчет К ведется от верха паза) при общем числе слоев в пазу m=10.
Определим суммарные индуктивности проводников, соединенных в обоих пазах:
На основании полученных значений и определяем ЭДС и . Расчетное значение реактивной ЭДС определяется из диаграммы, полученной геометрическим сложением ординат диаграммы и (рис. 12.1). Из диаграммы определяется также ширина зоны коммутации .
1 2 . Определение максимально допустимой степени ослабления пол я
Одним из основных требований, предъявляемых к тяговым характеристикам электровозов, является наиболее полное использование мощности тяговых двигателей во всем диапазоне скоростей вплоть до максимальной /1, стр. 29/.
Для того чтобы выполнить это требование, двигатель должен обладать хорошими регулировочными свойствами, которые оцениваются “коэффициентом регулируемости”.
Из рассмотрения этого выражения очевидно, что для увеличения значения при проектировании необходимо стремиться к уменьшению коэффициента насыщения машины и ослаблению поля (получение малых значений коэффициента -ослабления поля).
Для тяговых двигателей без компенсационной обмотки значение устанавливается, исходя из потенциальных условий на коллекторе, которые зависят от степени искажения поля главных полюсов полем якоря.
У тяговых двигателей с компенсационной обмоткой поле якоря практически не влияет на потенциальные условия на коллекторе, поэтому критерий для определения должен быть другим.
Учитывая то, что с ослаблением поля при неизменном токе якоря (I ч ) растет скорость и, следовательно, реактивная ЭДС , такой критерий должен определяться, исходя из коммутационной напряженности работы коллектора.
Если принять , то зная ЭДС при часовой скорости и полном поле (ПП), можно определить скорость при ослабленном поле (ОП) , при которой достигает значение .
Из уравнений электрического равновесия для режимов полного и ослабленного поля
пренебрегая разницей в сопротивлениях при полном и ослабленном поле (), можно определить поток ослабленного поля.
Ток , необходимый для создания , определяется по кривой намагничивания машины, полученной в разделе 10.Находим значение Iчоп=110 для значения Фчоп=0.38.
Значение коэффициента определится из соотношения
Определив , исходя из коммутационной напряженности работы коллектора, необходимо учесть, что в практике проектирования принимается для обеспечения надежной работы тягового двигателя при неустановившихся режимах.
1 3 . Расчет и построение скоростных характеристик тягового двигателя и
Необходимо рассчитать скоростные характеристики при полном и ослабленном поле.
Характеристики рассчитываем при неизменном напряжении по формуле
где - падение напряжения в щеточном контакте, не зависящее от величины тока якоря. При щетках, армированных медными шунтами ; при щетках без армирования ;
Принимаем r в =0.001, r д =0.0007, r ко =0.0005 Ом- соответственно сопротивление обмотки якоря, обмоток главных полюсов, дополнительных полюсов, компенсационной обмотки.
При расчете характеристик полного поля задаются различными величинами тока якоря, для которых определяют значения тока возбуждения.
I в = I я . - для электровозов переменного тока и
I в = I я - для электровозов постоянного тока (14.2)
и по характеристике намагничивания соответствующие значения магнитного потока.
Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии
где =36+52.75=88.75 - расчетная длина одного проводника обмотки вместе с лобовыми вылетами.
Скорость на ободе колеса пересчитываем по формуле
где - передаточное число зубчатой передачи.
Расчет целесообразно свести в таблицу 14.1, при этом значение тока задаем от до .
Скоростные характеристики для режима ослабленного поля строятся на основании скоростных характеристик полного поля. Расчет ведется при условии, что магнитный поток машины при переходе на ослабленном поле остается неизменным. Это возможно только в том случае, если ток якоря на ослабленном поле возрастает и будет равен
где - коэффициент ослабления поля в относительных единицах.
Возрастание тока якоря сопровождается повышением падения напряжения в силовой цепи, в результате чего скорость в режиме ослабленного тока при том же потоке будет несколько меньше.
Ее значения, соответствующие току I оп , можно определить из выражения
Принимаем (сопротивление двигателя). При выполнении курсового проекта необходимо рассчитать скоростную характеристику при самой глубокой степени ослабления поля, допустимой для данного двигателя .
Для тяговых двигателей пульсирующего тока исходной характеристикой является характеристика «нормального поля» ( = 0,960,97). Поэтому при расчете всех характеристик этих двигателей при ослабленном поле необходимо пользоваться расчетным коэффициентом
Скорость при ОП рассчитывается по формуле:
Рассчитывая характеристики ослабленного поля, необходимо учитывать, что максимальный ток двигателя по ГОСТ 2582 - 81 равен . Поэтому производить расчеты для токов, превышающих не нужно. За рекомендуется принять = 0,2.
Характеристики V оп (I я ) пересчитываются по формуле (14.4).
Результаты расчетов необходимо свести в таблицу 14.2.
После окончания расчета следует проверить, намного ли отличается полученное значение скорости при часовом режиме полного поля от заданного. Если расхождение более 3%, то требуется отыскать и исправить допущенную ошибку.
При построении характеристик ослабленного поля необходимо помнить, что величины n оп и V оп (а в дальнейшем М оп и F оп ) должны соответствовать току ослабленного поля.
- потери в переходном слое под щетками.
Основные потери в меди подсчитывают по формуле
Следует помнить, что сопротивления, согласно ГОСТ 2582-81 для изоляции классов В, F и H относят к температуре 110 0 С.
Основные потери в стали обусловлены потерями на гистерезис и вихревые токи. Эти потери рассчитываются при холостом ходе (при ), т.е. тогда, когда распределение индукции в воздушном зазоре под главным полюсом равномерное.
где и - вес стали зубцового слоя и сердечника якоря, кг;
и - удельные магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в зубцовом слое и вихревые токи в зубцовом слое и сердечнике якоря, Вт/кг.
где - ширина зубца по окружности якоря;
0,94 - коэффициент, учитывающий изоляцию листов стали.
и - магнитная индукция в зубцах и сердечнике якоря.
Цифровые коэффициенты в формулах (15.7) и (15.8) справедливы при использовании электротехнической стали марки Э13.
Добавочные потери при нагрузке включают/1, стр.186/: потери в меди обмотки якоря от главного пазового поля и коммутационные, а также увеличение потерь в стали от искажения магнитного поля машины при нагрузке (у машин без компенсационной обмотки).
Т.к. раздельный учет добавочных потерь в меди и стали достаточно трудоемок, то в практике проектирования оценивают их общую величину (по ГОСТ 2582-81) коэффициентом в долях основных потерь в стали
где - коэффициент добавочных потерь, определяемый в зависимости от отношения токов по табл. 15.1.
Определение коэффициента добавочных потерь
Механические потери включают потери от трения щеток о коллектор, от трения в подшипниках и вентиляционные(только для самовентилирующихся потерь).
Потери от трения щеток о коллектор определяем выражением
где - общая площадь прилегания щеток к коллектору
- для тяговых двигателей опорно-осевого исполнения;
- коэффициент трения щеток о коллектор/2, стр.110/;
- окружная скорость коллектора, м/сек.
Потери на трение в подшипниках качения принимаются постоянными, равными
Потери в переходном слое под щетками
Рассмотренные потери не включают потери в зубчатой передаче. Их точный учет для тяговых двигателей производится по данным ГОСТ 2582 - 81 в зависимости от подведённой мощности. В курсовом проекте можно принять КПД зубчатой передачи в пределах: =0,930,99.
Учет всех потерь КПД сводится в таблицу 15.3.
Чтобы получить КПД на оси , нужно КПД двигателя умножить на КПД зубчатой передачи:
По данным таблицы 15.3 строится график зависимости .
1 5 . Расчет и построение характеристик вращающего момента на валу двигателя и тягового усилия на ободе колеса
Вращающий момент на валу двигателя меньше электромагнитного момента на величину потерь момента
Ввиду трудоёмкости определения выражением (16.1) обычно не пользуются. Определяют М, пользуясь законом сохранения энергии
где - полезная электрическая мощность, потребляемая двигателем;
- механическая мощность на валу двигателя.
Для тягового усилия на ободе колеса получаем выражение
где V - скорость на ободе колеса, км/ч.
Характеристики и для ослабленного поля определяются из выражений
Здесь и берутся по характеристикам полного поля при определенном значении тока , а и определяем для тока
Результаты расчёта сводятся в таблицу 16.1.
При построении характеристик М оп (J я оп ) и F к доп (J оп ), во избежание ошибок, необходимо учитывать указания, помещённые в конце следующего раздела.
По данным табл. 16.1 строим характеристики вращающегося момента на валу двигателя и тягового усилия на ободе колеса.
1 6 . Определение технико-экономических показателей спроектированного двигателя
При проектировании важно оценить технико-экономические показатели тягового двигателя. В качестве одного из таких показателей служит /1, стр.20/относительный вес двигателя
Для приближенного определения веса можно воспользоваться эмпирической формулой
где - вращающий момент двигателя при часовом режиме, кГ·м;
- при опорно-осевой подвеске двигателя электровоза постоянного тока,
- при напряжении U к 1500 В для электровозов переменного тока.
Не менее важным показателем, характеризующим спроектированный двигатель, является коэффициент использования мощности
где - максимальная мощность при максимальной скорости (при ).
Реальное проектирование тягового двигателя заканчивается тепловым расчетом. Только произведя тепловой расчет, можно проверить правильность выбора таких параметров, как плотность тока в проводниках, индукции в зубцовом слое и спинке якоря, число рядов вентиляционных каналов и др.
Если в результате теплового расчета окажется, что у какого-то варианта температура изоляции обмоток машины будет превышать допустимую или наоборот - обмотки будут нагреваться незначительно, то это означает, что основные параметры выбраны неправильно, и вариант отбрасывается.
Заданием на данный курсовой проект не предусмотрено обязательное выполнение теплового расчета. Методику теплового расчета можно посмотреть в /1, стр. 361/ либо в /2, стр. 111/.
Находкин Ю.Д., Василенко Г.В., Козорезов М.А., Лупкин Д.М. Проектирование тяговых электрических машин. - М.: Транспорт, 1967.
Курбасов А. С., Седов В. И., Сорин Л. Н. Проектирование тяговых электродвигателей: Учебное пособие для вузов ж.д. транспорта/ Под редакцией А.С. Курбасова. - М.: Транспорт, 1987. - 536 с.
Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А., Горчаков Е.В., Шляхто П.Н. Подвижной состав электрических железных дорог (Тяговые машины и трансформаторы). - М.: Транспорт, 1968. - 431 с.
Вольдек А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1974. - 840 с.
Винокуров В.А., Попов Д.А. Электрические машины железнодорожного транспорта. - М.: Транспорт, 1986. - 511 с.
Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. - М.: Высшая школа, 1984. - 431 с.
Определение потребной мощности двигателя внутреннего сгорания. Тепловой расчет данного двигателя, его скоростная характеристика. Описание основных узлов машин. Выбор передаточных чисел силовой передачи. Определение нагрузок на оси и колеса машины. курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.06.2011
Скоростные характеристики двигателя. Определение передаточных чисел трансмиссии конструируемого автомобиля. Проектирование ступенчатой коробки передач: кинематический и силовой расчет, определение размеров зубчатых колес, валов и подшипников качения. курсовая работа [854,4 K], добавлен 26.01.2015
Состав двигателя внутреннего сгорания. Определение значений переменной силы давления газов на поршень. Расчет основных размеров колес и передачи. Построение картины зацепления. Проверка работоспособности зубчатой передачи. Расчет момента инерции маховика. курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.04.2016
Расчет эксплуатационной массы трактора, номинальной мощност
Электрооборудование электроподвижного состава курсовая работа. Транспорт.
Курсовая работа по теме Сестринский процесс при железодефицитной анемии у детей раннего возраста
Курсовая работа по теме Анализ валютных операций ОАО 'Альфа-банк'
Экология Казахстана Эссе Кратко
Курсовая работа по теме Формирование долгосрочных конкурентных стратегий белорусских экспортёров на зарубежных рынках
Реферат по теме Славутчина - мій рідний край
Курсовая работа по теме Профессиональное становление личности
Сочинение На Тему Семейные Традиции 4 Класс
Лекция № 3. Работа PR-специалистов с основными группами общественности
Особенности Организация Культуры Досуга Старших Подростков Курсовая
Хромка Контрольная Работа По Чтению
Шпаргалки: Валеология
Как Стать Богатым И Успешным Эссе
Реферат Образец Башкирский Государственный Университет
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ИНФОкоммуникаЦИОННЫЕ системы и СЕТИ
Реферат: Халкида Сирия
Сочинение По Повести Пушкина Капитанская Дочка Образец
Реферат: Налогообложение и бухгалтерский учет в ОДО "Колос". Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Нравственные ценности ислама: наука и искусство
Сборник Контрольных Работ По Геометрии 10 Класс
Первая Помощь При Утоплении Реферат
Первые автомобили в мире - Транспорт реферат
Разработка натуральных показателей годового бюджета продаж территориального подразделения ОАО "РЖД" (плана грузовых перевозок железной дороги) - Транспорт курсовая работа
Виготовлення напівпровідникових приладів й інтегрованих схем - Производство и технологии курсовая работа