Расчет электромеханических характеристик стартера

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ)

Кафедра электротехники и электрооборудования

Курсовой проект по теме:

Расчет электромеханических характеристик стартера 23.3708

Москва-2014 г.



Содержание

Введение

1. Назначение и особенности конструкции стартера 23.3708

2. Исходные данные для расчета

2.1 Корпус, пояс, якорь, воздушный зазор

2.2 Паз якоря

2.3 Обмотка якоря

2.4 Обмотка возбуждения последовательная

2.5 Изоляция обмоток возбуждения

2.6 Щеточно-коллекторный узел

3. Расчет конструктивных параметров стартерного электродвигателя

3.1 Расчетная длина полюса дуги

3.2 Полюсный шаг

3.3 Коэффициент полюсного перекрытия

3.4 Параметры якоря

3.5 Размеры полюса, корпуса и межполюсного пространства

3.6 Параметры последовательной обмотки возбуждения

4. Расчет характеристики холостого хода

4.1 МДС зубцовой зоны якоря

4.2 МДС воздушного зазора между полюсом и якорем

4.3 МДС сердечника якоря

4.4 МДС в полюсе

4.5 МДС воздушного зазора в стыке полюса и корпуса

4.6 МДС корпуса

4.7 Характеристики намагничивания

5. Реакция якоря

5.1 Магнитная индукция в воздушном зазоре

5.2 Учет реакция якоря по характеристике холостого хода

6. Расчет электромеханических характеристик стартера для номинального и пускового режимов

6.1 Напряжение питания стартера

6.2 Электрические сопротивление обмотки стартерного электродвигателя для заданных условиях пуска

6.3 Токи в режиме полного торможения

6.4 Момент сил трения подшипниках скольжения

6.5 Электромеханические (рабочие) характеристики стартера

6.6 Напряжение питания стартера

6.7 Электрические сопротивление обмоток стартерного электродвигателя для заданных условий пуска

6.8 Токи в режиме полного торможения

6.9 Электромеханические (рабочие) характеристики стартера

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Современные автомобили и тракторы оборудованы электропусковыми системами с электрическими стартерами прямого действия, электродвигатели которого осуществляют вращение коленчатого вала ДВС через понижающие редуктор. Широкое распространение электро-стартерных пусковых систем обусловлено их простотой. Надежностью, компактностью, постоянной готовностью к работе, удобством дистанционного управления, а также возможностью подзаряда аккумуляторной батареи во время работы двигателя.

Электростартеры получают питание при пуске ДВС от автономного источника - аккумуляторной батареи, мощностей которой ограничена, поэтому напряжение на её зажимах не является постоянными, а падает с увеличением нагрузки. Стартер характеризуется кратковременными режимом работы, мощность его электродвигателя не ограничивается нагревом обмоток, как у электрических машин общепромышленного назначения. Кроме того, для стартерного хода, так как его детали рассчитаны на нагрузки, возникающие при этих режимах.

Свойства стартера зависят от способа возбуждения его электродвигателя и оцениваются по электромеханическим (рабочим) характеристикам.

В данном курсовом проекте ведутся расчеты стартера СТ117-А. При известной геометрии магнитной системы и обмоточных данных проводятся расчеты магнитной цепи и характеристики холостого хода и на базе - расчета электромеханических характеристик. Электромеханические характеристики представляют собой совокупность зависимостей напряжения на зажимах стартера, полезной мощности, части вращения, вращающего момента и КПД стартера от потребляемого тока.

магнитный стартер вращающий ток



1. Назначение и особенности конструкции стартера 23.3708

Стартер 23.3708 (рис.1.1) -- четырехполюсный электродвигатель постоянного тока, последовательного возбуждения с электромагнитным тяговым реле и жестким рычажным приводом, установлен на постели блока цилиндров с правой стороны и крепится к нему двумя стяжными стальными лентами. Надежное соединение стартера с массой автомобиля обеспечивается подсоединением к нему гибкой токопроводящей перемычки.

Рис. 1.1. Стартер 23.3708.

1 -- защитный наконечник; 2 -- вывод; 3 -- контактный болт; 4 -- крышка реле; 5 -- контактный диск; 6 -- удерживающая обмотка; 7 -- втягивающая обмотка; 8 -- якорь тягового реле; 9 -- рычаг включения привода; 10 -- крышка привода; 11 -- муфта свободного хода; 12 -- шестерня привода; 13 -- пружина; 14 -- якорь; 15 -- обмотка возбуждения; 16 -- корпус; 17 -- уплотнительная прокладка; 18 -- крышка со стороны коллектора; 19 -- защитный кожух; 20 -- коллектор; 21 -- втулки из графитизированной бронзы; 22 -- щеткодержатель; 23 -- ролик; 24 -- толкатель; 25 -- прижимная пружина; 26, 30 -- замковые кольца; 27 -- опорная чашка; 28 -- пружина; 29 -- поводковая муфта; 31 -- буферная пружина; 32 -- шлицевая втулка; 33 -- центрирующее кольцо; 34 -- наружная ведущая обойма; 35 -- держатель пружин; 36 -- специальная шайба; 37 -- войлочный уплотнитель; 38 -- кожух муфты; 39 -- ведомая обойма с шестерней; 40 -- втулка

В корпусе стартера помещены четыре обмотки возбуждения. Каждая пара обмоток соединена последовательно. Обе пары включены между собой параллельно и подключены одним концом к клемме, а другим выведены на массу. Между этими обмотками расположен якорь, также имеющий обмотку. Опорами для якоря служат бронзовые втулки, помещенные в крышках и промежуточной опоре. В корпусах крышек имеются отверстия, заканчивающиеся масленками, через которые подается смазка к этим подшипникам при обслуживании. Внутри отверстий заложены фетровые фитили, удерживающие смазку.

В задней крышке помещена траверса, на которой смонтированы щеткодержатели с пружинами и щетками. Всего у стартера восемь щеток марки МГСO размером 8,8x19,2x14 мм. Для обслуживания щеточно-коллекторного узла в задней крышке имеются смотровые окна, закрытые защитной лентой. На переднем конце якоря нарезана четырехзаходная прямоугольная резьба, по которой перемещается с помощью приводного

Техническая характеристика стартера 23.3708

Номинальное напряжение ,В	12
Номинальная мощность , Вт	1500
Ток холостого хода при напряжении 12 В, А	70
Напряжение при тормозном моменте 22 , В	7
Ток при тормозном моменте 22 , А	660
Давление щеточной пружины , Н	7,9…13,7
Частота вращения якоря при холостом ходе ,	4000

Рис. 1.2. Электрическая схема управления стартером 23.3708



2. Исходные данные для расчета

2.1 Корпус, полюс, якорь, воздушный зазор

Исходными данными являются следующие геометрические размеры:

число пар полюсов =2;

диаметр корпуса наружный м;

диаметр корпуса внутренний м;

ширина полюса м;

длина полюса м;

высота наконечника полюса м;

длина полюсной хорды м;

длина корпуса расчетная (без окон) м;

величина воздушного зазора между полюсом и якорем м;

диаметр якоря наружный м;

длина пакета якоря м;

диаметр вала под пакетом якоря м;

число зубцов якоря Z=29.

2.2 Паз якоря

Данными для расчета являются форма и размеры паза

форма паза - полузакрытого прямого паза со скруглениями;

ширина паза в верхней части прямоугольного или трапецеидального участка м;

ширина паза в нижней части прямоугольного или трапецеидального участка м;

высота верхней части скругления паза м;

высота прямой части паза м;

высота нижней части скругления паза м;

толщина одного слоя изоляции паза м;

условная высота прорези полузакрытого паза м;

ширина прорези полузакрытого паза м.

2.3 Обмотка якоря



Исходными являются обмоточные данные якоря, форма и размеры провода:

форма провода - прямоугольная;

толщина прямоугольного провода a=1,8 м;

ширина прямоугольного провода b=4 м;

тип обмотки - простая волновая;

первый частичный шаг обмотки якоря =7;

шаг обмотки по коллектору =14;

число пар параллельных ветвей обмотки якоря =1;

чистота витков в секции обмотки якоря =1;

удельное электрическое сопротивление материала провода при температуре Е=293 К ( t=+20) для меди

температурный коэффициент изменения сопротивления ( для медного и алюминиевого провода =0,004);

число секций в пазу по горизонтали =1.

2.4 Обмотка возбуждения последовательная

сходными являются обмоточные данные и размеры провода:

число витков последовательной катушки =7;

число катушек в последовательной обмотке возбуждения =4;

толщина прямоугольного провода =1,5м;

ширина прямоугольного провода =5,6м;

число параллельных ветвей последовательной обмотки =2.



2.5 Изоляция обмоток возбуждения

Данными для расчета являются толщины:

внешней изоляции =1м;

межвитковая изоляции =0,3м.

2.6 Щеточно - коллекторный узел

По коллектору и щеткам исходными данными являются:

тип коллектора - цилиндрический на пластмассе;

диаметр коллектора =63 м;

число щеток в каждом щеткодержателе =1;

число пар щеткодержателей =2;

сила давления щеточной пружины =10 H;

величина сдвига щеток с геометрической нейтрали в градусах со знаком =0;



падение напряжения на пару щеток =1,2В(падение напряжения в контакте щетки - коллектор принимается

равным 1…1,5 В для 12 - вольтовых и 2…2,5 В для 24 - вольтовых стартеров).



3. Расчет конструктивных параметров стартерного электродвигателя

3.1 Расчетная длина полюсной дуги

(3.1)

3.2 Полюсный шаг

. (3.2)

3.3 Коэффициент полюсного перекрытия

. (3.3)

3.4 Параметры якоря

Площадь сечения провода

, (3.4)

Высота прорези фактическая



(3.5)

Высота сердечника якоря

(3.6)

Масса сердечника якоря

(3.7)

Масса зубцового слоя

(3.8)



Длина лобовых частей проводников обмотки якоря

. (3.9)

Средняя длина проводников обмотки якоря

. (3.10)

Число активных проводников обмотки якоря

(3.11)

Сопротивление обмотки якоря при Т=293 К (t=+20)

(3.12)

3.5 Размеры полюса, корпуса и межполюсного пространства

Высота полюса

(3.13)

Высота межполюсного пространства (высота полюса без наконечника)



(3.14)

Толщина корпуса

(3.15)

3.6 Параметры последовательной обмотки возбуждения

Площадь сечения провода

,(3.16)

Ширина катушки из провода прямоугольного сечения

(3.17)

Средняя длина витка катушки последовательной обмотки возбуждения

(3.18)

Сопротивление последовательной обмотки возбуждения при Т=293 К (t=+20)



. (3.19)



4. Расчет характеристики холостого хода

Расчет характеристики намагничивания в режиме холостого хода сводится к определению магнитной индукции, напряженности магнитного поля, падения магнитного потенциала на отдельных участках магнитной цепи и суммарной МДС при различных фиксированных значениях магнитной индукции в воздушном зазоре. Для этого магнитную цепь стартерного электродвигателя разбивают на шесть участков, на которых напряженность магнитного поля можно считать постоянной:

зубцовая зона якоря;

воздушный зазор между полюсом и якорем;

сердечник якоря;

полюс;

воздушный зазор в стыке полюса и корпуса;

корпус.

Задаются значения индукции в воздушном зазоре в интервале от 0,1 до 1,2 Тл. Рассчитывают МДС на всех участках магнитной цепи.

Результаты расчеты сводят в табл. 4.1. По данным таблицы строят зависимость .

4.1 МДС зубцовой зоны якоря

МДС зубцовой зоны якоря для полузакрытого прямого и грушевидного паза со округлениями рассчитывают по средним значениям напряженности магнитного поля на трех участках.

Первый участок - от конца прорези до конца первого скругления. Среднее значение напряжения определяется в центре участка.

Второй участок - от конца верхнего скругления до начала нижнего скругления. Среднее значение напряженности определяется по формуле Симпсона, исходя из напряженности в сечениях, соответствующих началу , середине и концу участка.

Третий участок - от начала нижнего скругления до окончания паза. Среднее значение напряженности определяется в центре участка. Падением магнитного потенциала в усике зубца пренебрегают. Для открытых и полузакрытых прямых пазов МДС зубцовой зоны рассчитываются по среднему значению напряженности прямого участка паза аналогично второму участку.

Для открытого и полузакрытого прямых пазов, соответствуюших первому и третьему участкам, не рассчитываются следующие параметры:

зубцовые шаги ,;

магнитные индукции ,;

напряженности , .

Зубцовый шаг по напряженной поверхности якоря

. (4.1)

Зубцовые шаги в расчетных сечениях:

(4.2)

(4.3)

(4.4)

(4.5)

(4.6)

Минимальная ширина зубца

(4.7)

Индукция в зубцовой зоне в расчетных сечениях (примеры расчётов здесь и далее для ):



(4.8)

, (4.9)

(4.10)

(4.11)

(4.12)

Напряженности магнитного поля в расчетных сечениях зубца , определяются по кривой намагничивания стали якоря. Если индукция в сечении зубца превышает 1,8 Тл, поток из зубца вытесняется в паз и при определении напряженности учитывают проводимость паза (проводники и изоляция, находящиеся в пазу, препятствий для прохождения потока не создают, их магнитная проницаемость равна проницаемости воздуха).

Магнитная индукция в сечении паза с учетом вытеснения магнитного потока в паз



(4.13)

где - магнитная индукция в сечении зубца без учета вытеснения магнитного потока в паз;

- напряженность магнитного поля в расчетном сечении зубца;

- абсолютная магнитная проницаемость воздуха;

- зубцовый коэффициент в рассматриваемом сечении.

Зубцовые коэффициенты для расчетных сечений зубца:

(4.14)

(4.15)

(4.16)

(4.17)

. (4.18)

При действительная магнитная индукция и соответствующее ей значение напряженности магнитного поля определяются следующим образом (рис.4.1). Рассчитывают по формулам значение . По оси ординат графика В(Н) откладывают расчетное значение для рассматриваемого сечения и проводят прямую линию, уравнение которой описывается формулой . Точка пересечения этой прямой с кривой намагничивания стали дает искомое значение напряженности . Для любых в одном сечении зубца при неизменном масштабе кривой намагничивания стали В(Н) все прямые параллельны.

При =2,105 Тл,

. (4.19)

При пересечении прямой и кривой намагничивания:

При

. (4.20)

МДС зубцовой зоны для расчетных сечений:

(4.21)

(4.22)

. (4.23)

Суммарная МдС зубцовой якоря

. (4.24)

4.2 МДС воздушного зазора между полюсом и якорем

Коэффициент воздушного зазора (коэффициент Картера)

, (4.25)

МДС воздушного зазора

. (4.26)

4.3 МДС сердечника якоря

Магнитная индукция в сердечнике якоря

. (4.27)



Напряженность магнитного поля в сердечнике якоря определяется по кривой намагничивания стали якоря.

Средняя длина магнитопровода сердечника якоря

(4.27)

МДС для сердечника якоря

. (4.28)

4.4 МДС в полюсе

Магнитная индукция в полюсе

, (4.29)

Где - коэффициент полюсного рассеяния.

Напряженность магнитного поля в полюсе определяется по кривой намагничивания материала полюса.

МДС для стыка

. (4.30)



4.5 МДС воздушного зазора в стыке полюса и корпуса

Величина воздушного зазора между полюсом и корпусом

.

МДС для стыка

. (4.31)

4.6 МДС корпуса

Магнитная индукция в корпусе

. (4.32)

Напряженность магнитного поля в корпусе определяется по кривой намагничивания материала корпуса.

Средняя длина магнитопровода корпуса

(4.33)

МДС для корпуса

. (4.34)

4.6 Характеристики намагничивания

Сумма МДС для воздушного зазора, зубцовой зоны и сердечника якоря (переходного слоя) на пару полюсов

. (4.35)

Сумма МДС на пару полюсов

. (4.36)



5. Реакция якоря

5.1 Магнитная индукция в воздушном зазоре

Распределение индукции в воздушном зазоре зависит от нагрузки стартерного электродвигателя. При отсутствии тока в якоря магнитную индукцию по всей длине расчетной дуги можно принять постоянной.

Под нагрузкой ток якоря создает МДС и обусловленный его магнитный поток. МДС якоря разделяют на две составляющие, действующие в продольном и поперечном направлениях по отношению к МДС обмотки возбуждения.

Продольная МДС якоря на пару полюсов:

(5.1)

где - ток якоря.

Поперечная МДС якоря на пару полюсов:

(5.2)

где А - линейная нагрузка якоря.

При установке щеток на геометрической нейтрали () действует только поперечная МДС якоря. Если щетки сдвинуты с геометрической нейтрали против направления вращения якоря, продольная МДС является размагничивающей по отношению к основной МДС обмотки возбуждения .

При сдвиге щеток по направлению вращения якоря продольная МДС является намагничивающей и . Как правило, в стартерных электродвигателях сдвиг щеток по направлению вращения не допускается из-за ухудшения коммутации.

МДС поперечной реакции якоря искажает магнитное поле под полюсом, ослабляя его на сбегающем и усиливая на набегающем краях полюса.

При достаточно большой поперечной МДС или малой МДС возбуждения может иметь место перемагничивание сбегающего края полюса так называемое «опрокидыванием поля».

В насыщенной магнитной системе ослабление или изменение направления поля на одном крае полюса не компенсируется его усилением на другом, поэтому при неизменной МДС возбуждения результатом воздействия поперечной МДС будет уменьшение рабочего магнитного потока в воздушном зазоре. Учет совместного влияния МДС и (реакции якоря) на характеристики электродвигателя сводится к получению картины поля под полюсом и вычислению среднего значения индукции в воздушном зазоре. Индукция определяется по площади фигур, характеризующих изменение индукции под полюсом.

5.2 Учет реакции якоря по характеристике холостого хода

При расчете рабочих характеристик стартерных электродвигателей для определения магнитной индукции при холостом ходе (рис. 5). Вправо и влево заданного значения откладывают отрезки , получают участок кривой GD, отражающий распределение индукции под полюсом. В случае опрокидывания поля , учитывая симметрию характеристики, при имеем . Тогда магнитный поток определяется по площадям, заключенным между значениями МДС и :

.

Среднее значение индукции под полюсом ввиду нелинейности характеристики холостого хода производится с использованием формулы приближенной квадратуры:

, (5.3)

где значения , , на характеристике холостого хода соответствуют МДС , и .



6. Расчет электромеханических характеристик стартера

Для номинального режима

6.1 Напряжение питания стартера

Напряжение на выходах стартерного электродвигателя при определении номинальных характеристик и на выводах стартера при расчете пусковых характеристик находят по формуле:

, (6.1)

где - номинальное напряжение;

=55 - номинальная емкость батареи в 20-часовом режиме разряда;

I - ток стартера;

- коэффициент, учитывающий условия разряда и конструктивные особенности батареи.

Значения коэффициента при расчете вольт-амперных характеристик батареи

Номинальная емкость или тип батареи	Значение коэффициента, при расчете характеристик стартера
	номинальных	пусковых
До 100	0,050	0,112	0,108
Более 100	0,057	0,129	0,121
6СТ-55	0,038	0,081	0,077
6СТ-190	0,046	0,125	0,108

6.2 Электрическое сопротивление обмотки стартерного электродвигателя для заданных условиях пуска

Сопротивление обмотки якоря:

, (6.2)

Сопротивление последовательной обмотки якоря:

, (6.3)

При расчете номинальных и пусковых характеристик стартера температура обмоток принимается .

Суммарное эквивалентное сопротивление, подключенное параллельно цепи якоря:

(6.4)

где - сопротивление дополнительной нагрузки, подключенной к батарее параллельно стартеру.

Суммарное сопротивление батареи и цепи питания для номинальной характеристики:



, (6.5)

При расчете номинальных характеристик стартера и . Для пусковых характеристик значение соответствует сопротивлению удерживающей обмотки тягового реле обмотки стартера при .

Отношение суммарного сопротивления обмотки якоря и последовательной обмотки возбуждения к суммарному эквивалентному сопротивлению :

. (6.6)

Для стартерного электродвигателя последовательного возбуждения при отсутствии дополнительной нагрузки () .

Отношение эквивалентного сопротивления , подключенного параллельно цепи якоря, к сумме сопротивлений батареи, цепи питания стартера :

. (6.7)

При отсутствии параллельной обмотки возбуждения и дополнительной нагрузки ().



6.3 Токи в режиме полного торможения

При ток стартера полного торможения:

.(6.8)

где - начальное разрядное напряжение батареи, 12 В.

Для номинальных и пусковых характеристик стартера принимается .

6.4 Момент сил трения в подшипниках скольжения

Момент сил трения в подшипниках скольжения рассчитывается по мощности потерь подшипниках в условном номинальном режиме работы, определяемом сопротивлением батареи и кратности тока

Условный номинальный режим соответствует ; и .

Коэффициент для расчета сопротивления батареи принимается для минимальной емкости батареи, с которой работает стартер.

Ток якоря:

. (6.9)



где - ток якоря полного торможения стартера при .

Напряжение на зажимах стартерного электродвигателя:

. (6.10)

ЭДС в обмотке якоря

(6.11)

МДС последовательной обмотки возбуждения на пару полюсов

. (6.12)

МДС возбуждения на пру полюсов:

. (6.13)

Индукция в воздушном зазоре с учетом реакции якоря рассчитывается с использованием характеристики холостого хода (см. п. 5.1.).

. (6.14)

(6.15)

Частота вращения якоря в условном номинальном режиме работы якоря:

(6.16)

Электромагнитная мощность

. (6.17)

Момент сил трения в подшипниках скольжения

. (6.18)

где 0,03 - коэффициент, учитывающий соотношение между мощностью потерь в подшипниках и электромагнитной мощностью.

6.5 Электромеханические (рабочие) характеристик стартера

Пример расчета для I=300A

Напряжение на зажимах стартера:

(6.19)

Для номинальных характеристик:

. (6.20)

Ток якоря:

. (6.21)

ЭДС обмотке якоря:

. (6.22)

Линейная нагрузка якоря:

. (6.23)

МДС последовательной обмотки возбуждения на пару полюсов:

. (6.24)

Суммарная МДС возбуждения на пару полюсов:

. (6.25)

Магнитная индукция в воздушном зазоре с учетом реакции якоря определяется с использованием характеристики холостого хода (см. п. 5.1).

. (6.26)

(6.27)

Основной магнитный поток на два полюса:

. (6.28)

Частота вращения якоря:

. (6.29)

Электромагнитная мощность:

. (6.30)

Потери мощности на трение между щетками и коллектором:



(6.31)

где 0,3 - коэффициент трения.

Потери мощности на трение в подшипниках скольжения:

.

(6.32)

Магнитные потери в зубцовой зоне якоря определяют по индукции в зубе на расстоянии одного трети высоты его трапецеидальной или прямоугольной части от основания.

Зубцовый шаг в расчетном сечении:

(6.33)

Магнитная индукция в сердечнике якоря:

(6.34)



Магнитная индукция в сердечнике якоря:

(6.35)

Магнитные потери в зубцовой зоне и в сердечнике якоря рассчитываются, исходя из удельных потерь на вихревых токи и гистерезис .Для СТАЛЬ10 толщиной 1мм принимаются удельные потери: удельные потери на вихревые токи=22,4 и гистерезис=4,4.

Частота перемагничивания стали якоря:

(6.36)

Магнитные потери в зубцовой зоне:

(6.37)

где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние технологических факторов.

Магнитные потри в сердечнике якоря:



(6.38)

Сумма механических и магнитных потерь:

(6.39)

Полезная мощность на валу стартера:

(6.40)

Электромагнитный момент:

(6.41)

Полезный момент на валу стартера:

(6.42)

Момент сил трения между щетками и коллектором:

(6.43)

Момент на валу стартера при полном торможении:



(6.44)

Электромагнитный КПД:

. (6.45)

КПД стартера:

. (6.46)

КПД системы электростартерного пуска:

. (6.48)

Результаты расчета номинальных электромеханических характеристик стартера 23.3708 сведены в таблицу 6.1.

Для пускового режима

6.6 Напряжение питания стартера

Напряжение на выходах стартерного электродвигателя при определении номинальных характеристик и на выводах стартера при расчете пусковых характеристик находят по формуле:



, (6.49)

где =12В - номинальное напряжение;

=55 - номинальная емкость батареи в 20-часовом режиме разряда;

I - ток стартера;

=0,081 - коэффициент, учитывающий условия разряда и конструктивные особенности батареи.

6.7 Электрическое сопротивление обмотки стартерного электродвигателя для заданных условиях пуска

Сопротивление обмотки якоря:

, (6.50)

Сопротивление последовательной обмотки якоря:

, (6.51)

При расчете номинальных и пусковых характеристик стартера температура обмоток принимается .

Суммарное эквивалентное сопротивление, подключенное параллельно цепи якоря: 

. (6.52)

где - сопротивление дополнительной нагрузки, подключенной к батарее параллельно стартеру (сопротивление удерживающий обмотки).

Суммарное сопротивление батареи и цепи питания для номинальной характеристики:

. (6.53)

При расчете номинальных характеристик стартера и . Для пусковых характеристик значение соответствует сопротивлению удерживающей обмотки тягового реле обмотки стартера при .

Отношение суммарного сопротивления обмотки якоря и последовательной обмотки возбуждения к суммарному эквивалентному сопротивлению :

. (6.54)

Для стартерного электродвигателя последовательного возбуждения при отсутствии дополнительной нагрузки () .

Отношение эквивалентного сопротивления , подключенного параллельно цепи якоря, к сумме сопротивлений батареи, цепи питания стартера :

. (6.55)

При отсутствии параллельной обмотки возбуждения и дополнительной нагрузки ().

6.8 Токи в режиме полного торможения

При ток стартера полного торможения:

(6.56)

Ток якоря при полном торможении:

(6.57)

где - начальное разрядное напряжение батареи, 12 В.

Для номинальных и пусковых характеристик стартера принимается .



6.9 Электромеханические (рабочие) характеристик стартера

Напряжение на зажимах стартера:

(6.58)

Для пусковых характеристик:

. (6.59)

Ток дополнительной нагрузки. Подключённой параллельно стартеру:

. (6.60)

Ток якоря:

. (6.61)

ЭДС обмотке якоря:

.(6.62)

Линейная нагрузка якоря:



. (6.63)

МДС последовательной обмотки возбуждения на пару полюсов:

. (6.64)

Суммарная МДС возбуждения на пару полюсов:

. (6.65)

Магнитная индукция в воздушном зазоре с учетом реакции якоря определяется с использованием характеристики холостого хода (см. п. 5.1).

. (6.66)

(6.67)

Основной магнитный поток на два полюса:

. (6.68)

Частота вращения якоря:



. (6.69)

Электромагнитная мощность:

. (6.70)

Потери мощности на трение между щетками и коллектором:

(6.71)

где 0,3 - коэффициент трения.

Потери мощности на трение в подшипниках скольжения:

.

(6.72)

Магнитные потери в зубцовой зоне якоря определяют по индукции в зубе на расстоянии одного трети высоты его трапецеидальной или прямоугольной части от основания.

Зубцовый шаг в расчетном сечении:

(6.73)

Магнитная индукция в сердечнике якоря:

(6.74)

Магнитная индукция в сердечнике якоря:

(6.75)

Магнитные потери в зубцовой зоне и в сердечнике якоря рассчитываются, исходя из удельных потерь на вихревых токи и гистерезис .

Для СТАЛЬ10 толщиной 1мм принимаются удельные потери: удельные потери на вихревые токи=22,4 и гистерезис=4,4.

Частота перемагничивания стали якоря:

(6.76)

Магнитные потери в зубцовой зоне:



(6.77)

где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние технологических факторов.

Магнитные потри в сердечнике якоря:

(6.78)

Сумма механических и магнитных потерь:

(6.79)

Полезная мощность на валу стартера:

(6.80)

Электромагнитный момент:

(6.81)

Полезный момент на валу стартера:

(6.82)

(6.82)

Момент сил трения между щетками и коллектором:

(6.83)

Момент на валу стартера при полном торможении:

(6.84)

Электромагнитный КПД:

. (6.85)

КПД стартера:

. (6.86)

КПД системы электростартерного пуска:

. (6.88)



Заключение

В табл. 6.3 приведены параметры стартера 23.3708 при максимуме мощности на валу , определенные по графикам электромеханических характеристик стартера.

Таблица 6.3 - Параметры стартера 23.3708 при максимуме мощности .

Режим		Параметры при
Номинальный	1819	8,7	400	13,25	1327	0,524
Пусковой	1020	7,5	250	4,48	1503	0,538



Литература

1. Фещенко А.И. Методические указания к курсовому проекту «Расчет электромеханических характеристик стартера». МАДИ (ТУ). - М., 2002-40с.

2. Справочник по электрооборудованию автомобилей. С.В. Акимов, А.А. Здановский, А.М. Корец и др. - М.:Машиностроение, 1994.-544с.

Размещено на Allbest.ru

...