Динамо-машины  Электрические машины, экономичность 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35

16. Суммарная МДС магиитиой цепи иа холостом ходе F= F, + + + F= 7104 + 682,5 + 495,3 + 454,4 ;

17. Коэффициент насыщения

*~Т, 7104 - 18. Магнитное сопротивление разрезов вторичной части 1 2Д 0,015

8736 А.

0,118

Цо1-0 цо(о,65 0,51) 19. Магнитное сопротивление воздушного зазора в области полюса

4-0,005-1,366 0,174

R =

20. МДС обмотки якоря, действующая в зазоре,

laquo; 0,174

р.оа лО И(1-0,1л-0,5 Но ующая в зазоре,

= 90 000-0,1 , . deg;.1... = 5364 А.

0,174+ 0,118

21. По переходной характеристике = /(fj + f,) определяется магнитная!

индукция в зазоре при нагрузке

В = 0,592 Тл

22. МДС поперечной реакции якоря

f = 1-10 А.

23. Дли получения Bj = 0,65 Тл необходимо обеспечить МДС

= f + f = 8736 + 1000 = 9736 А.

24. Магнитное сопротивление воздушного зазора в области впадин

4-0,005-1,366 0,812

ц А:а лОр цо-0,21-0,1л-0,51 . ц

25. Коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента магяитной проводимости за счет разрезов вторичной части.

0,812

0,812 + 0,118

= 0,873.

26. Сила тяги двигателя

F, = а,ЛВб/лД (1 - АС/) = 0,5-90 000-0,65-0,8л-0,5 (1 - 0,21-0,873) = 3-10*

27. Удельная, сила тяги

-5=oет5 = deg;

28. Площадь паза

5 = amp;Л = 18,1 -136,5 = 2471 мм1

29. Площадь меди паза при двух вариантах (I и П) коэффициента запо

I. К, = 0,4;

5 = SK = 2471 -0,4 = 988,4 мм1

II. /С, = 0,6;

5 = 2471-0,6 = 1547,6 мм1

30. Ток паза якоря

п.с = г = 90-10-0,0333 = 2997 А.

31. Ток паза возбуждения

XF 9736

0,5, 0,5-6 32. Плотность тока в обмотке якоря /п,с 2997 . , 2

= 3245,3 А.

1-/с

988,4

= 3,03 А/мм1

2997

33. Плотность тока в обмотке возбуждения

3245,3

34. Масса стали зубцов

= 7,8- lOftA,- (flf - Ei,)-2pg, = 7,8-10-0,0152-0,95

Х(0,5 - 0,227) -4-6 = 421 кг.

35. Масса стали спинки статора

= 7,8 - lOKJ Di, = 7,8 -10 -0,9 - 0,8 0,227 = 227,2 кг.

36. Частота перемагничивания

37. Потери в зубцах

АР, = 2,55т, (0,044/ + 5,6/ Ю ) В = = 2,55-421 (0,044-1,25 + 5.6-1,2510- )-1,5== 135 Вт.

38. Потери в спинке статора

ДР,= 2,55т,(0,044/ + 5,6/МО ) В = = 2,55-227,2 (0,044-1,25+5,6-1,25-10- ) = 63,5.Вт.

39. Потери в стали

АР = ЛР, + ДР, = 135 + 63,5 = 1984 Вт.

40. Добавочные потери

ДР.об = 0,ЗДР = 0,3 -198,5 laquo; 60 Вт.

41. Эквивалентное сопротивление обмотки якоря (возбуждения) при 20 deg; С

42. Потери в обмотке якоря

I. ДР,= иа )Л, -2р= (90.10-0,1)б,9.10--4= 2235Вт. П. ДР,= (90-103.0,1)-4,23-10~-4= 1433,4Вт.

43. Потери в обмотке возбуждения

I. ДР,= FR, -2p= 97366,9.10 2616Вт. И. ДР.= 9736-4,23-10 -4= 1678 Вт.

44. Суммарные потери в двигателе

I. ДР = ДР, 4- Д/ . + ДРс, + = 2235 4- 2616 4- 198,5 + 60 laquo;5110 Вт. П. ДР = 1433,4 + 1678 + 198,5 + 60 = 3370 Вт.

45. Полезная мощность

P2=f v= 3-10*-0,5= 15ООО Вт = 15кВт.

46. Коэффициент полезного действия при К=0,4 р.

Таблица 4.2. Результаты расчета вариантов

= 0,559 laquo;0,56 ;

при Кз=0,6

Т1=0,598 laquo;0,6 .

47. Масса меди обмотки при /С,= 0,4

т =8,9- 10л( gt; -А )5 - 10~2р4,= 241 кг; при /С,= 0,6

т =* 8,9 Юя (0,5-0,1365) 1547,6 4 6= 377,3 кг.

48. Масса статора при а:з=о,4

тс= 2+ о+п =890 кг; при а: 3=0,6 т,= 1025 KI .

49. Масса вторичной части на 1 погонный метр без учета разрезов тр=7,8-10 [Di- (flp+2/i.. gt;] +7,8 10 0,5 [(D+Zhy-m] raquo;652 кг

50. Реактивная ЭДС для одновитковой секции e=2vAln(D-hf) 10-=0,216 В ,

hi 2

Для сравнения был рассчитан вариант HI для машины с диаметром стат 0,65 м, что позволило снизить плотности тока до / laquo;1,19 А/мм и j, laquo;l,42 А/мм и повысить КПД до г=0,615. Результаты расчетов сведены в табл. 4.2.

По ряду технологических соображений удобнее сохранить конструкцию качалки с противовесом (рис. 4.16) и установить на ней возвратно-поступательный электропривод на базе МДД с прямолинейным движением. Кинематическая схема привода качалки от МДД показана на рис. 4.19. На рис. 4.20 дана установка привода (как с МДД, так и с электромеханическим преобразованием на станке-качалке ЗСКЗ-75-40). На внутренней поверхности статора и наружной поверхности вращающегося ротора асинхронной машины с кольцами выполнена нарезка (рис. 4.19).

Задача исследования состоит в следующем: для заданных параметров работы определить точку установки концевых переключателей, обеспечивающих достижение статором точки h=2H и /г=0 со скоростью v~0 и переход в движение в обратном направлении с нарастающей до v , скоростью. Возвратно-поступательное циклическое движение совершает безобмоточный статор двигателя двойного движения с приведенной суммарной движущейся массой т, преодолевающей вязкое трение FuKv, где - коэффициент вязкости нефти.

Рассмотрим трапецеидальное распределение касательного тягового усилия двигателя F/F где F - максимальная сила тяги, по длине перемещения статора h/1г , где h , = 2H (рис. 4.18, а - в). Уравнение F{h) =f{h/h ) для разных интервалов пути запишется в виде

F(/z)=F ,(0,5+-) при 0 lt;/г; Fih)=F при lt;.h lt;c\H; F(/i)=F (2,5-А) при -я lt;/г lt;2Я.

(4.21)

Рис. 4.19. Кинематическая схема станка-качалки с приводом от МДД поступательного движения или электромеханического преобразователя движения: / - штанга,- 2 - балансир; 3 - головка балансира; 4 - противовес, 5 - ползун; 6 - электропривод двойного движения либо электромеханический преобразователь

Рис. 4.20. Схема привода с переменным перекрытием ротором статора

Результирующее тяговое усилие, получаемое при использова-? НИИ линейного привода,

(4.22)

Полагая что места установки концевых переключателей нахо-дят ;ТVacTKax iJlU (рис. -l/), результирующее усилие Fp дая участка / при движении от Л=0 до Л=2 Н равно

(4.23)

= F.(2,5--)-

Тогда

а так как v==dh/dt, то виде

(4.24)

это уравнение может быть переписано в

(4.25)

+/ f+/.(2,5-p0

dh j

Л=-2,5. тН т

(4.26)

Решение этого неоднородного дифференциального уравнения пишется

C- + V4 + -) (---д/4 + -) lt;4.27)

Постоянные Ci и Сг определяются из условий: при О v =

dh f .

= 1,5 Н.

dt К Тогда

С, =

(4.28)

4m- тЯ

С2 =

gt;V4

(4.29)

В результате решения дифференциального уравнения движения статора можно определить точку установки концевого переключателя, координата которой по длине перемещения равна

V л

4т тН

)

--Я ( 2,5-ехр О ехр ( Vt

,2 тл

(4.30)

Если в качестве примера взять следующие данные: F = = 6-10Н; К=\0\т/с; Н=0,315 м; т=6-10 кг; t=l с, то /г, = = 0,623 м, т. е. действительно находится в начале участка III. Симметрично установка концевого переключателя на участке / должна быть в точке /7) = 2Я-0,623=0,127 м, а участок / соответствует 0 lt;/j lt;0,75/4, т. е. /г, lt;0,1875 м.

При использовании в качестве базовой машины асинхронного двигателя с переменным перекрытием по рис. 4.20 и, соответственно, с изменяющимся моментом М на валу асинхронной части двигателя (усилием на выходе МДД), пропорциональным перекрытию, а также при противовключении в точках характеристики, Соответствующих полному перекрытию по сигналу датчика положения, после выполненного перемещения на участке с постоянной Скоростью получаем, используя номинальные характеристики / и 2 (рис. 4.18, в) соответственно прямого и обратного включения, ха-