Проектирование генератора постоянного тока

Оглавление
1. Задание 3
2. Исходные данные 3
3. Выбор основных размеров с расчётом вариантов 3
3.1 Электромагнитная мощность генератора, выбор числа пар полюсов и коэффициента полюсной дуги 3
3.1.1 Расчёт электромагнитной мощности 3
3.1.2 Выбор числа пар полюсов и коэффициента полюсной дуги 3
3.2 Выбор размеров якоря 3
3.2.1 Расчёт 1-го варианта генератора 3
3.2.2 Расчёт 2-го варианта генератора 4
3.2.3 Расчёт 3-го варианта генератора 4
3.2.4 Выбор варианта генератора по результатам предварительных расчётов 4
3.3 Расчёт размеров корпуса генератора 5
3.3.1 Воздушный зазор 5
3.3.2 Размеры полюса 5
3.3.3 Размеры корпуса 6
4. Выбор типа и расчёт обмотки якоря 6
4.1 Выбор типа обмотки якоря 6
4.2 Расчёт обмотки якоря 6
4.2.1 Расчёт количественных соотношений обмотки и коллектора 6
4.2.2 Размеры провода обмотки якоря 7
4.2.3 Размещение проводников в пазу 8
4.2.4 Уравнительные соединения 8
4.3 Расчёт дополнительных размеров якоря 8
4.4 Коллектор и щётки 8
4.4.1 Коллектор 8
4.4.2 Щётки 9
5. Расчёт магнитной цепи и построение характеристики холостого хода 11
5.1 Расчёт магнитной цепи 11
5.1.1 Выбор материалов для изготовления магнитопровода 11
5.1.2 Разбиение магнитной цепи на участки 11
5.1.3 Определение длин силовых линий 11
5.1.4 Определение зубцовых и пазовых коэффициентов, коэффициента воздушного зазора 13
5.1.5 Основной расчёт магнитной цепи генератора 13
5.2 Характеристики холостого хода 17
6. Определение магнитодвижущей силы (МДС) возбуждения при нагрузке 19
6.1 Определение поперечной реакции якоря 19
6.2 Расчёт обмотки возбуждения генератора 21
6.2.1 Определение полной магнитодвижущей силы и выбор регулятора напряжения 21
6.2.2 Определение параметров катушки обмотки возбуждения 21
7. Проверка коммутации и расчёт дополнительных полюсов 22
7.1 Проверка коммутации 22
7.1.1 Проверка ширины зоны коммутации 22
7.1.2 Расчёт величины реактивной ЭДС между смежными коллекторными пластинами 22
7.1.3 Расчёт величины ЭДС от поперечного поля реакции якоря 24
7.1.4 Проверка величины суммы реактивной ЭДС и ЭДС от поперечной реакции якоря 25
7.2 Расчёт дополнительных полюсов 25
7.2.1 Размеры дополнительного полюса 25
7.2.2 Определение намагничивающей силы обмотки дополнительного полюса 25
7.2.3 Расчёт обмотки дополнительного полюса 26
7.3 Уточнение ЭДС генератора 27
8. Определение полной и относительной активной и конструктивной массы генератора 27
8.1 Определение активной массы 27
8.1.1 Масса стали якоря 27
8.1.2 Масса стали корпуса и полюсов 28
8.1.3 Масса меди 28
8.1.4 Полная активная масса генератора 28
8.2 Полная масса генератора 28
9. Определение потерь и коэффициента полезного действия (КПД) 29
9.1 Определение потерь 29
9.1.1 Потери в меди 29
9.1.2 Потери в стали 29
9.1.3 Потери на трение щёток о коллектор 29
9.1.4 Сумма потерь на трение в подшипниках и потерь на трение о воздух, дополнительные потери 30
9.2 Коэффициент полезного действия 30
10. Расчёт характеристик генератора 30
10.1 Расчёт семейства нагрузочных характеристик генератора 30
10.2 Построение внешней характеристики генератора 32
10.3 Построение регулировочной характеристики генератора 32
11. Механический расчёт вала и выбор подшипников 38
11.1 Механический расчёт вала 38
11.2 Расчёт шарикоподшипников 38
12. Список использованной литературы 39
Иллюстрации:
Рис. 4 1 Эскиз паза якоря 10
Рис. 5 1 Эскиз магнитной цепи машины 12
Рис. 5 2 Определение напряжённости поля в зубце якоря при индукции, превышающей величину 18000 Гс 16
Рис. 5 3 Характеристика холостого хода  17
Рис. 5 4 Переходная характеристика  18
Рис. 6 1 Определение поперечной реакции якоря 20
Рис. 7 1 Эскиз паза для расчёта магнитной проводимости 23
Рис. 10 1 Семейство нагрузочных характеристик  33
Рис. 10 2 Семейство нагрузочных характеристик  34
Рис. 10 3 Внешние характеристики генератора , при различных значениях сопротивления цепи возбуждения 35
Рис. 10 4 Регулировочная характеристика генератора для  36