Файл: Методические указания по изучению разделов и тем курса Исполнительные механизмы систем управления.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.05.2024
Просмотров: 95
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
15
заданных выходных параметрах - для микромашин бортовой аппаратуры, подвижных частей промышленных роботов; устойчивость к вибрации и ударным нагрузкам - для транспортных и сельскохозяйственных машин, бортовой аппаратуры; климатическая и радиационная устойчивость - для микромашин, работающих в ядерных реакторах, на космических аппаратах и в условиях тропического климата; взрывобезопасность - для микромашин шахтного и рудничного оборудования; низкий уровень создаваемых шумов - для микромашин звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры; низкий уровень излучаемых радиопомех - для микромашин, работающих в комплекте с электронной аппаратурой; низкий уровень газовыделений - для микромашин, применяемых в вакуумном технологическом оборудовании.
Общие сведения о конструкции электрических машин. Электрическая машина - это электромеханический преобразователь энергии, состоящий из ряда взаимодействующих электромагнитных контуров, часть из которых неподвижна, а часть перемещается. Электрическая машина является обратимой, т.е. может работать в двух основных режимах: двигателя -преобразователя электрической энергии в механическую, и генератора -преобразователя механической энергии в электрическую. Кроме этого, возможны специальные тормозные режимы работы электрической машины.
В большинстве электрических машин, в том числе в двигателях, перемещение контуров вращательное. Вращающиеся двигатели просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Однако если в технологическом оборудовании происходит поступательное движение, к двигателю подсоединяют механический преобразователь вращательного движения в поступательное. Это усложняет схему привода. Без механического преобразователя можно обойтись, если сам двигатель будет преобразовывать электрическую энергию в механическую поступательного движения. Такие двига-тели называют линейными.
Электрическая машина имеет неподвижную и подвижную части -статор и ротор, разделенные относительно небольшим воздушным зазором: некоторые машины имеют несколько статоров или роторов. Статор и ротор
в общем случае состоят из двух основных частей: магнитопровода и обмотки. Обмотка - это совокупность определенным образом расположенных и соединенных проводов, предназначенных для создания магнитного поля или использования его свойств. Обмотки выполняются из электропроводящих и изоляционных материалов, при протекании по ним электрического тока создается магнитное поле. Магнитопроводы, надоторых располагают-
16
7 ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
При выполнении контрольной работы в расчетной записке следует привести весь ход решения, все используемые формулы с подстановкой в них числовых значений, указать размерности в единицах СИ, дать необходимые пояснения. Схемы, рисунки и графики выполняются на форматах А4 в соответствии с требованиями единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Страницы, формулы и рисунки номеруются. На страницах текста оставляются поля шириной 5 см. Работа должна иметь титульный лист, содержащий название университета, факультета, номер работы и ее название, название дисциплины, фамилию и инициалы студента, его шифр и домашний адрес. В конце должен быть приведен список использованной литературы (на которую даются ссылки в тексте). Работа датируется и подписывается исполнителем.
При переработке контрольной работы по замечаниям рецензента следует выполнять все исправления и дополнения так, чтобы преподаватель мог сопоставить прежнее и новое решение. При большом объеме переработки делаются вставки на отдельных листах или дополнения в конце текста. При полной переработке новый вариант высылается в университет вместе с первоначальным. Обязательным является ответ на все вопросы и замечания рецензента.
Контрольная работа № 1 «Расчет нейтрального электромагнита постоянного тока»
Расчет электромагнита постоянного тока выполняется по заданным размерам и типу магнитной системы (рис. 7.1-7.6), напряжению питания и начальным значениям тягового усилия или тягового момента электромагнита.
При выполнении работы следует:
-
Составить схему замещения магнитной системы. -
Выбрать материал магнитопровода. -
Определить магнитные проводимости с учетом выпучивания поля:
а) воздушных зазоров;
б) путей потока утечки. Дать эскиз приближенной эквивалентной
картины поля.
4. Найти распределение и величины магнитных потоков во всех эле
ментах магнитной системы.
77
Определяют ток, протекающий по обмотке
Приближенно проверить обмотку на нагрев можно по плотности тока, которая при длительно включенной обмотке не должна превышать 2-3 А/мм2.
Плотность тока
, где / - рассчитанный ток, мА.Режим нормальной работы обмотки обеспечивается, если выполняется условие
ся обмотки, изготавливают из ферромагнитных материалов, чаще всего магнитомягких. Магнитомягкие материалы отличаются высокой магнитной проницаемостью и позволяют при одинаковой напряженности поля создавать в машине значительно больший магнитный поток, чем в машине без магнитопроводов. Увеличение потока позволяет сконцентрировать в машине значительный запас магнитной энергии, необходимой для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот. В ряде электрических машин постоянный магнитный поток создается не обмотками с током, а постоянными магнитами, выполненными из магнитотвердых материалов.
В электрических машинах конструктивную часть, создающую основной магнитный поток, называют индуктором, а конструктивную часть, в обмотках которой наводится основная ЭДС, - якорем.
В зависимости от конструкции магнитной системы электрические машины можно подразделить на три типа: неявнополюсные (рис. 1.5,а), с яв-нополюсным статором (рис. 1.5,6) и с явнополюсным ротором (рис. 1.5,в).
У неявнополюсных электрических машин поверхности статора 1 и ротора 2, обращенные к воздушному зазору, условно можно рассматривать как гладкие цилиндрические поверхности, т.е. с равномерным воздушным зазором по всей окружности. В явнополюсных машинах воздушный зазор неравномерный.
На внутренней стороне магнитопровода статора и внешней - ротора обычно имеются пазы, в которых располагаются обмотки. Они бывают сосредоточенные и распределенные. Элементарная часть обмотки - катушка со сходящимися (рис. 1.6,а) или расходящимися (рис. 1.6,6) концами, состоящая из одного или нескольких витков.
17
Основные процессы электромеханического преобразования энергии в машине определяются магнитными полями, создаваемыми в воздушном зазоре пазовыми активными частями 1 витков. Лобовые части 2 служат для соединения активных частей.
В сосредоточенной обмотке магнитная ось каждого витка совпадает с результирующей магнитной осью обмотки. В распределенной обмотке магнитные оси витков в общем случае не совпадают с результирующей магнитной осью обмотки. Сосредоточенные обмотки размещаются на яв-нополюсных частях машины, а распределенные - на неявнополюсных.
Некоторые электрические машины, особенно в классе микро- и малых мощностей, с целью повышения быстродействия изготавливаются с цилиндрическим полым немагнитным ротором. У асинхронных микромашин переменного тока полый немагнитный ротор представляет собой тонкостенный цилиндр из сплавов алюминия или бронзы, играющий роль вращающейся обмотки. У микромашин постоянного тока полый ротор представляет собой тонкостенный пластмассовый цилиндр, в который запрессованы витки обмотки ротора. С той же целью некоторые микромашины постоянного тока изготавливаются с дисковым ротором, который представляет собой тонкий немагнитный диэлектрический диск, на поверхности которого методом фотолитографии выполнена печатная схема проводников.
8
Считая значение Fннеизменным и воспользовавшись соответствующими аналитическими выражениями из таблицы 6.1. рассчитать тяговую характеристику
или
, где и изменяются в интервалах
Здесь
Число точек разбиения интервалов принять равным 6. Построить графики зависимостей
или
Расчет обмотки электромагнита
Правильно рассчитанная обмотка должна создавать необходимую намагничивающую силу, полученную при расчете электромагнита, и, в то же время, не перегреваться.
Для обмоток обычно используют медный провод с эмалевой изоляцией. Для электромагнитов, работающих при повышенных температурах, используют медный провод с изоляцией из стекловолокна или полиимида.
Обмотки наматывают на каркасы из картона или специальных пластмасс. Часто используют бескаркасные обмотки, укладываемые предварительно на шаблон с последующей фиксацией витков при помощи электроизоляционных лаков.
Если при расчете обмотки заданы напряжение сети Uи необходимая намагничивающая сила Fисточника поля, которую должна создавать обмотка, то диаметр обмоточного провода определится из выражения
где
Ом м - удельное электрическое сопротивление меди; lср =2пRср - средняя длина витка обмотки для цилиндрической обмотки, а Rср -средний радиус намотки.
Диаметр провода округляют до стандартного значения и находят число витков, размещающихся в окне
где Q- площадь окна обмотки; k3, - коэффициент заполнения,
для обмоток, выполненных способом «навалом».Далее производят расчет сопротивления обмотки по формуле
Задавшись в общем виде значением намагничивающей силы Fисточника поля и считая ее неизменной, необходимо составить систему из п независимых уравнений по I и II законам Кирхгофа для магнитной цепи. Здесь