актеристик;
4) підвищення експлуатаційної надійності.
2. Технічне завдання на розробку двигуна
2.1 Найменування КР
Двигун постійного струму потужністю 400 Вт для побутової техніки.
2.2 Мета виконання КР і призначення виробу
Мета виконання - створення електродвигуна для побутової техніки. Застосування електродвигуна підвищує ККД приводу, зменшує металоємність і трудомісткість при виготовленні.
2.3 Технічні вимоги
2.3.1Требованія по призначенням
Режим роботи тривалий за ГОСТ 2582-81. p> Основні номінальні параметри двигуна.
Потужність -400 Вт
Напруга живлення обмотки якоря-220 В.
Напруга живлення обмотки збудження - 220 В.
Номінальна частота обертання 3000 об/хв.
Граничні відхилення від номінальних значень параметрів за ГОСТ 183-74.
2.3.2 Вимоги по надійності
Середній термін служби при напрацюванні 30000 годин не менше 15 років.
Ймовірність безвідмовної роботи машини за період 10000 годин експлуатації (при довірчій ймовірності 0,7) - не менше 0,8. p> Напрацювання щіток - 20000 ч.
Коефіцієнт готовності - 0,9. p> 2.3.3 Вимоги по експлуатації
Двигуни повинні виготовлятися в кліматичному виконанні УХЛ, розраховані на експлуатацію на висоті над рівнем моря до 1000 м, при температурі навколишнього повітря від 1 до 40 В° С і відносній вологості 98% при температурі 35 В° С. Двигуни повинні відповідати групі експлуатації М8 за ГОСТ 17516-77. p> Ступінь захисту двигуна ІР22 за ГОСТ 14254-80.
Спосіб охолодження двигуна 1С01 за ГОСТ 20459-75.
2.3.4 Конструктивні вимоги
Конструктивне виконання IM1001
Двигун повинен виготовлятися з ізоляцією не нижче класу В за ГОСТ 8865-70.
Опір ізоляції обмоток щодо корпусу і між пазами повинно бути:
а) при нормальних кліматичних умовах в практично холодному стані двигуна - не менше 40 МОм.; p> б) в нагрітому стані - не менше 2,5 МОм.;
в) після випробування на вологостійкість - не менше 1 мОм.
3. Розрахункова частина для номінального режиму
3.1 Вибір головних розмірів
Попереднє значення ККД електродвигуна 0,71
Ток споживаний електродвигуном у номінальному режимі (попереднє значення),
400/(0,71 Г— 220) = 2,6 А.
Ток якоря, приймаючи струм в незалежної обмотці збудження рівним 10 ... 20% від споживаного струму, (=),
= 0,85 Г— 2,6 = 2,21 А.
Втрати в обмотках і контактах щіток малих електродвигунів тривалого режиму складають в середньому близько двох третьої загальних втрат в них. Отже, електромагнітна потужність визначається:
400 (100 +2 в€™ 0,71)/(3 Г— 0,71) = 454,5 Вт
Вибираємо лінійну навантаження якоря попередньо за рис. 3.2 для
400/ 3000 = 133 в€™ 10 -3,
потім уточнюємо після перевірки комутації в п.3.6.3 і 3.6.4. Остаточно отримаємо
Індукція в повітряному зазорі 12000 А/м. для 133 в€™ 10 -3 0,45 Тл.
Коефіцієнт полюсної дуги 0,6 ... 0,72, вибираємо 0,72
В
Рис. 3.1. Криві ККД малих машин постійного струму в зависмости від корисної потужності на валу
В
Рис.3.2. Індукція в повітряному зазорі і лінійна нгрузка якоря
Відношення довжини пакета якоря до його діаметра для машин малої потужності знаходиться зазвичай в межах 0,4 ... 1,6.
Вибираємо = 0,6
Діаметр якоря
(6 Г— 454,5)/(0,72 Г— 12000 Г— 0,45 Г— 0,6 в€™ Г— 3000 ) 1/3 = 0,073 м.
За відсутності радіальних вентиляційних каналів дорівнює повній довжині сердечника якоря = l п = 0,6 в€™ 0,073 = 0,044 м.
Число полюсів приймаємо = 2
Полюсний поділ
(3,14 Г— 0,073)/2 = 0,115 м.
Дійсна ширина полюсного наконечника
= 0,72 Г— 0,115 = 0,083 м.
Розрахункова ширина полюсного наконечника (полюсної дуги) малих машин внаслідок насиченні тонких полюсних наконечників на 2-3% більше довжини дійсної полюсної дуги
= 1,025 в€™ 0,72 Г— 0,115 = 0,085 м.
3.2 Вибір обмотки якоря
Ток паралельної гілки
2,21/2 = 1,1 А.
При двополюсному виконанні застосовується проста петлевая обмотка, при чотириполюсним-проста хвильова. Вибираємо просту петлеву обмотку з числом паралельних гілок, рівним числу полюсів (це властивість простий петлевий обмотки) = 2
Попереднє загальне число ефективних провідників по (10.4) [2]
(Г— 0,073 Г— 12000)/1,1 = 2501.
Вибір числа пазів якоря (З досвіду побудованих електродвигунів малої потужності) проводиться за наступного наближеному співвідношенню:
