Инженерное проектирование электрических машин постоянного тока (ДПТ) — это процесс, требующий не просто применения формул, а глубокого аналитического обоснования выбора каждого конструктивного и электромагнитного параметра. Успешный курсовой проект представляет собой неразрывную цепочку расчетов, где результат предыдущего этапа является входным параметром для последующего, а финальная проверка (тепловой режим и коммутация) подтверждает корректность всех принятых допущений. Этот алгоритм исключает ошибки и гарантирует соответствие техническим требованиям.
В качестве Ведущего аналитика-рассказчика, я представлю детальный, стандартизированный и процедурно точный алгоритм проектирования ДПТ, соответствующий требованиям современной электромеханики и академической строгости.
Введение: Цель Проектирования и Обоснование Исходных Параметров
Проектирование двигателя постоянного тока начинается с четкого определения его места в электроприводе, что отражается в исходных данных: номинальная мощность ($P_{\text{ном}}$), номинальное напряжение ($U$), и номинальная частота вращения ($n$).
Краткая Аннотация: Структура Проекта
Целью данного проекта является разработка конструктивно-расчетной модели ДПТ, удовлетворяющей заданным номинальным параметрам, с обязательным обеспечением безыскровой коммутации и соблюдением допустимого теплового режима в соответствии с требованиями ГОСТ. Расчетно-пояснительная записка должна строго следовать логике: от выбора главных размеров к проверке рабочих характеристик.
Выбор Расчетной Мощности: Расчет Индуктивной Мощности Якоря ($P_{\text{я}}$)
Первый шаг — переход от внешней (механической) номинальной мощности $P_{\text{ном}}$ к внутренней, электромагнитной мощности якоря $P_{\text{я}}$. Эта мощность включает в себя $P_{\text{ном}}$ и все потери, кроме электрических потерь в цепи возбуждения. Понимание этого перехода критически важно, поскольку именно $P_{\text{я}}$ определяет физические размеры машины.
Расчетная (индуктивная) мощность якоря $P_{\text{я}}$ определяется по формуле:
$$
P_{\text{я}} = \frac{K_{\text{д}} \cdot P_{\text{ном}}}{\eta_{\text{ном}}}
$$
Где:
- $P_{\text{ном}}$ — номинальная мощность на валу (задана в ТЗ), Вт.
- $\eta_{\text{ном}}$ — предполагаемый номинальный коэффициент полезного действия (КПД), который принимается предварительно на основе статистических данных для машин данной мощности и частоты вращения.
- $K_{\text{д}}$ — коэффициент дополнительной мощности, учитывающий добавочные потери и потери в цепи возбуждения.
Инженерное Обоснование $K_{\text{д}}$ и $\eta_{\text{ном}}$:
Для машин средней мощности ($P_{\text{ном}}$ от 10 до 100 кВт) предварительные значения КПД обычно лежат в диапазоне $\eta_{\text{ном}} = 0,85…0,92$. Коэффициент дополнительной мощности $K_{\text{д}}$ предварительно принимается в диапазоне $0,85…0,9$. Этот коэффициент позволяет учесть, что часть полной электрической мощности машины расходуется на питание цепи возбуждения и на покрытие добавочных потерь. И что из этого следует? Без учета $K_{\text{д}}$ и точного $\eta_{\text{ном}}$, начальный расчет главных размеров будет занижен, что неизбежно приведет к перегреву и неудовлетворительным рабочим характеристикам в финальном тепловом расчете.
Пример (Гипотетический): Если $P_{\text{ном}} = 50$ кВт, принимаем $\eta_{\text{ном}} = 0,88$ и $K_{\text{д}} = 0,87$.
Pя = (0,87 * 50 * 10³) / 0,88 ≈ 49432 Вт
Расчет Главных Размеров и Анализ Электромагнитных Нагрузок
Определение главных размеров — внутреннего диаметра якоря ($D$) и расчетной длины якоря ($L$) — является фундаментальным этапом, поскольку эти размеры напрямую определяют объем активных материалов (меди и стали) и, следовательно, стоимость, массу и основные энергетические показатели машины. От того, насколько точно будут выбраны эти параметры, зависит вся дальнейшая конструкция, поэтому ошибки здесь недопустимы.
Ключевой Тезис: Определение Главных Размеров по Основному Проектному Уравнению
Проектирование базируется на основном проектном уравнении, которое связывает индуктивную мощность $P_{\text{я}}$ с объемом якоря ($D² \cdot L$) и электромагнитными нагрузками:
$$
P_{\text{я}} = C_0 \cdot D^2 \cdot L \cdot n \cdot 10^{-6}
$$
Где $n$ — частота вращения, об/мин; $C_0$ — проектный коэффициент.
Проектный коэффициент $C_0$ (учитывающий конструкцию обмотки и плотность потока) вычисляется как:
$$
C_0 = 1,11 \cdot \pi^2 \cdot B_{\delta} \cdot A \cdot k_{\text{об}}
$$
Где:
- $B_{\delta}$ — средняя индукция в воздушном зазоре, Тл.
- $A$ — линейная нагрузка якоря, А/м.
- $k_{\text{об}}$ — коэффициент обмотки (отношение активной длины проводника к его полной длине, обычно $k_{\text{об}} \approx 0,65…0,75$).
Обоснование Выбора Электромагнитных Нагрузок
Ключевым инженерным решением на этом этапе является выбор $B_{\delta}$ и $A$.
| Параметр | Определение | Типовой Диапазон (10–100 кВт) | Инженерное Влияние |
|---|---|---|---|
| Средняя индукция в зазоре ($B_{\delta}$) | Средний магнитный поток на единицу площади зазора. | 0,4 – 0,8 Тл | Определяет расход стали (чем выше $B_{\delta}$, тем больше требуется намагничивающая сила, но меньше объем стали). |
| Линейная нагрузка ($A$) | Суммарный ток всех проводников якоря, приходящийся на единицу длины окружности якоря. | 15000 – 40000 А/м | Определяет расход меди и электрические потери (чем выше $A$, тем выше потери $P_{\text{Cu я}}$ и нагрев). |
Обоснование Выбора:
Высокий $B_{\delta}$ ведет к увеличению намагничивающей силы, увеличению потерь в стали и усложнению коммутации. Высокий $A$ ведет к росту потерь в меди и увеличению реактивной ЭДС, что также усложняет коммутацию. Выбор оптимальных значений — это всегда компромисс между массой, КПД и коммутационной надежностью. Для машин общего назначения выбирают средние значения, обеспечивающие баланс. Какой важный нюанс здесь упускается? Увеличение $A$ требует обязательного усиления системы охлаждения и более точного расчета добавочных полюсов, иначе неизбежен локальный перегрев обмотки.
Применение Основного Проектного Уравнения
После выбора $B_{\delta}$, $A$ и $k_{\text{об}}$ определяется $C_0$. Далее, для определения $D$ и $L$, используется стандартизированное соотношение $\lambda = L/D$.
Выбор Соотношения $L/D$:
Для машин общего назначения соотношение $\lambda$ обычно принимается в диапазоне $0,8…2,0$.
- Машины с высоким $L/D$ (длинный якорь, малый диаметр) имеют более простую коммутацию, но требуют высокой механической прочности вала.
- Машины с малым $L/D$ (короткий якорь, большой диаметр) имеют худшие условия охлаждения, но более жесткую конструкцию.
Из основного уравнения, выражая $L$ через $D$: $L = \lambda \cdot D$, получаем:
$$
D^3 = \frac{P_{\text{я}} \cdot 10^6}{C_0 \cdot \lambda \cdot n}
$$
Таким образом, диаметр $D$ определяется через кубический корень, а затем рассчитывается длина $L$. Полученные значения $D$ и $L$ округляются до стандартных конструктивных размеров.
Предварительный Выбор Обмоточных Данных
Следующий шаг — определение числа пазов якоря ($Z$) и числа коллекторных пластин ($N_{\text{к}}$). Число пазов выбирается исходя из диаметра $D$ и типовых рекомендаций.
- Полярное деление ($\tau$): $\tau = \pi \cdot D / 2p$ (где $2p$ — число полюсов, выбранное на основе частоты вращения и мощности).
- Шаг паза ($t_{\text{z}}$): $t_{\text{z}} = \pi \cdot D / Z$. Выбирается таким образом, чтобы $t_{\text{z}}$ был в разумных пределах (обычно 20–40 мм) и $Z$ было целым числом, соответствующим требованиям выбранного типа обмотки (простая петлевая или волновая).
Детальный Расчет Магнитной Цепи (МЦ) и Выбор Ферромагнитных Материалов
Расчет магнитной цепи — наиболее трудоемкая и ответственная часть проекта, определяющая, насколько точно будет достигнута заданная индукция $B_{\delta}$ при выбранном количестве витков обмотки возбуждения. Именно здесь проверяется, соответствует ли выбранный объем стали требуемым магнитным параметрам.
Ключевой Тезис: Определение Полной Намагничивающей Силы ($F_{\text{возб}}$)
Полная намагничивающая сила обмотки возбуждения $F_{\text{возб}}$ должна компенсировать магнитные напряжения во всех последовательных участках МЦ, создавая рабочий поток $\Phi$:
$$
F_{\text{возб}} = F_{\delta} + F_{\text{z}} + F_{\text{я}} + F_{\text{п}} + F_{\text{с}}
$$
Где индексы соответствуют: $\delta$ — воздушный зазор; $z$ — зубцы якоря; $я$ — ярмо якоря; $п$ — сердечник полюса; $с$ — ярмо станины.
Пошаговый Алгоритм Расчета МЦ
- Определение Потока: Рассчитывается рабочий поток $\Phi$ по формуле: $\Phi = B_{\delta} \cdot \alpha_{\delta} \cdot \tau \cdot L$, где $\alpha_{\delta}$ — коэффициент полюсного перекрытия (обычно $0,65…0,75$).
- Расчет Участков: Для каждого участка $i$:
- Определяется расчетное сечение $S_i$ (с учетом коэффициента заполнения сталью $k_{\text{ст}}$ для зубчатых частей).
- Вычисляется индукция $B_i = \Phi_i / S_i$. Важно учесть поток рассеяния $k_{\sigma}$ для полюсов, что приводит к увеличению потока в сердечнике полюса и ярме станины: $\Phi_{\text{п}} = \Phi \cdot k_{\sigma}$.
- Определяется расчетная длина магнитной линии $l_i$.
- Определение $F_{\delta}$ (Воздушный Зазор):
$$
F_{\delta} = H_{\delta} \cdot l_{\delta} = \frac{B_{\delta}}{\mu_0} \cdot \delta \cdot k_{\delta}
$$
Где $\delta$ — длина воздушного зазора, $\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}$ Гн/м — магнитная постоянная, а $k_{\delta}$ — коэффициент воздушного зазора (коэффициент Картера).
Выбор Электротехнических Сталей и Коэффициента Картера
Выбор материалов критичен, так как определяет нелинейность $F_{\text{возб}}$.
| Участок МЦ | Материал | Типовая Индукция ($B_{\text{max}}$) |
|---|---|---|
| Зубцы, Ярмо Якоря | Тонколистовая электротехническая сталь (напр., 2212, 3413) | 1,8 – 2,1 Тл |
| Сердечник Полюса | Толстолистовая сталь (напр., 3411) или литая сталь | ≤ 1,6 Тл |
| Ярмо Станины | Литая или толстолистовая сталь (напр., Ст3, Сталь 10) | 1,3 – 1,6 Тл |
Напряженность поля $H_i$ для ферромагнитных участков находится по кривым намагничивания выбранной марки стали.
Коэффициент Картера ($k_{\delta}$):
Этот коэффициент учитывает уменьшение эффективной площади воздушного зазора из-за пазов якоря. $k_{\delta} = 1,15…1,25$. Точное значение рассчитывается по эмпирическим формулам, зависящим от отношения ширины паза ($b_{\text{п}}$) к длине зазора ($\delta$).
Учет Нелинейности МЦ и Итерационные Методы
Магнитная цепь ферромагнитных участков нелинейна ($B_i$ нелинейно зависит от $H_i$). При расчете $F_{\text{возб}}$ мы решаем прямую задачу: по заданному потоку $\Phi$ (через $B_{\delta}$) находим необходимую НС. Не является ли этот сложный итерационный расчет краеугольным камнем всего проектирования?
Алгоритм Итерационного Решения (Кривая Намагничивания):
- Начальное Приближение: Рассчитать $B_i$ для всех участков.
- Определение $H_i$: По табличным или графическим данным (кривым намагничивания) найти соответствующие $H_i$ для каждого $B_i$.
- Суммирование: Вычислить $F_{\text{возб}} = \sum F_i$.
- Конечный Расчет: Определить число витков обмотки возбуждения $W_{\text{в}}$ и ток возбуждения $I_{\text{в}}$: $W_{\text{в}} \cdot I_{\text{в}} = F_{\text{возб}}$.
Проектирование Коммутации, Коллектора и Добавочных Полюсов
Коммутация — процесс переключения тока в секциях обмотки якоря, замыкаемых щетками. Обеспечение безыскровой коммутации — ключевое требование надежности ДПТ. Если коммутация не будет безыскровой, коллектор и щетки быстро выйдут из строя, что сделает машину непригодной для эксплуатации.
Ключевой Тезис: Компенсация Реактивной ЭДС
Безыскровая коммутация достигается, когда реактивная ЭДС ($E_{\text{р}}$), возникающая в коммутируемой секции из-за изменения тока, компенсируется коммутирующей ЭДС ($E_{\text{к}}$), создаваемой добавочными полюсами (ДП).
Расчет Реактивной и Коммутирующей ЭДС
Среднее значение реактивной ЭДС $E_{\text{р ср}}$ (суммарная ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции) определяется:
$$
E_{\text{р ср}} = \frac{2 \cdot L_{\text{с}} \cdot I_{\text{к}}}{\tau_{\text{к}}}
$$
Где:
- $L_{\text{с}}$ — индуктивность коммутируемой секции (требует сложного расчета, обычно используется эмпирическое значение или расчет по удельным индуктивностям).
- $I_{\text{к}}$ — ток в секции перед коммутацией.
- $\tau_{\text{к}}$ — период коммутации, зависящий от окружной скорости коллектора и ширины щетки.
Количественный Запас Компенсации:
Требуемая коммутирующая ЭДС $E_{\text{к}}$ должна не просто компенсировать, а слегка опережать $E_{\text{р ср}}$ для обеспечения ускоренной коммутации:
$$
E_{\text{к}} = (1,05 \ldots 1,1) \cdot E_{\text{р ср}}
$$
Это обеспечивает запас по коммутации, который необходим для компенсации погрешностей расчета и влияния нагрузки.
Требуемая индукция под добавочным полюсом $B_{\delta \text{ ДП}}$ для создания $E_{\text{к}}$ определяется как:
$$
B_{\delta \text{ ДП}} \approx \frac{E_{\text{к}}}{l_{\text{а}} \cdot v}
$$
Где $l_{\text{а}}$ — активная длина якоря, $v$ — окружная скорость якоря.
Расчет Магнитной Системы Добавочных Полюсов
Обмотка ДП питается током якоря ($I_{\text{а}}$), и ее МДС должна создать поток $\Phi_{\text{ДП}}$, необходимый для индукции $B_{\delta \text{ ДП}}$.
Полная МДС обмотки ДП ($F_{\text{ДП}}$) рассчитывается как сумма магнитных напряжений в воздушном зазоре ДП и сердечнике ДП, плюс компенсация размагничивающего действия реакции якоря:
$$
F_{\text{ДП}} = F_{\delta \text{ ДП}} + F_{\text{п ДП}} + F_{\text{я разм}}
$$
- Воздушный Зазор ДП ($\delta_{\text{ДП}}$): Для ослабления влияния потока ДП на основной поток машины, зазор под ДП принимается больше главного зазора: $\delta_{\text{ДП}} = (1,5 \ldots 2,0) \cdot \delta$.
- Коэффициент Рассеяния ДП ($k_{\sigma \text{ ДП}}$): Поскольку ДП имеют малую ширину, их поток сильно рассеивается. $k_{\sigma \text{ ДП}}$ принимается $2,5…3,5$ для машин без компенсационной обмотки.
Проектирование Коллекторно-Щеточного Узла
Расчет коллектора и щеток направлен на обеспечение надежного токосъема и допустимой плотности тока. Этот узел является самым уязвимым местом ДПТ.
Плотность Тока Под Щеткой ($j_{\text{щ}}$):
Допустимая плотность тока под угольными (электрографитовыми) щетками является критическим параметром, влияющим на нагрев коллектора и износ щеток.
$$
j_{\text{щ}} = \frac{I_{\text{а}}}{S_{\text{щ}}}
$$
Где $S_{\text{щ}}$ — общая площадь контакта всех щеток.
Нормативные Требования:
Для электрографитовых щеток общего назначения допустимая плотность тока $j_{\text{щ}}$ находится в пределах $8 \ldots 16 \text{ А/см²}$.
Расчет включает:
- Выбор марки щетки (определение $j_{\text{щ}}$).
- Определение требуемой площади контакта $S_{\text{щ}}$.
- Выбор числа щеток на траверсе и их размеров (ширина $b_{\text{щ}}$, толщина $a_{\text{щ}}$) с учетом ширины коллекторной пластины.
- Определение активной длины коллектора $l_{\text{к}}$.
Расчет Потерь Мощности и Построение Рабочих Характеристик
Точный расчет потерь необходим для определения КПД и выполнения теплового расчета. Если расчетные потери превысят допустимые, вся конструкция будет считаться неэффективной.
Детализация Электрических и Магнитных Потерь
Суммарные потери мощности ($\Sigma P$) включают три основные группы.
- Электрические Потери (Потери в меди, $P_{\text{Cu}}$):
- Потери в обмотке якоря ($P_{\text{Cu я}}$): $P_{\text{Cu я}} = I_{\text{а}}^2 \cdot R_{\text{а}}$.
- Потери в обмотках возбуждения ($P_{\text{Cu в}}$): $P_{\text{Cu в}} = U \cdot I_{\text{в}}$.
- Потери в щеточном контакте ($P_{\text{щ}}$):
$$
P_{\text{щ}} = I_{\text{а}} \cdot \Delta U_{\text{щ}}
$$
Падение напряжения на паре щеток $\Delta U_{\text{щ}}$ принимается по справочным данным для выбранной марки щеток, обычно $\Delta U_{\text{щ}} \approx 2$ В.
- Магнитные Потери (Потери в стали, $P_{\text{ст}}$):
Обусловлены гистерезисом и вихревыми токами в зубцах, ярме якоря и на поверхности полюсных наконечников. Рассчитываются по удельным потерям $p_{\text{уд}}$ (Вт/кг) выбранной стали, которые зависят от индукции и частоты перемагничивания.
$$
P_{\text{ст}} = \sum (p_{\text{уд} i} \cdot G_i)
$$
Где $G_i$ — масса стали соответствующего участка.
Учет Добавочных Потерь согласно ГОСТ
Добавочные потери ($P_{\text{доб}}$) — это потери, вызванные вторичными эффектами (поверхностные вихревые токи, пульсации потока). Эти потери сложно рассчитать точно, поэтому они нормируются.
Согласно нормативным документам (ГОСТ), добавочные потери $P_{\text{доб}}$ принимаются в виде процента от подводимой мощности ($P_1$):
- Для двигателей **без компенсационной обмотки**: $P_{\text{доб}} = 1,0\% \cdot P_1$.
- Для двигателей **с компенсационной обмоткой**: $P_{\text{доб}} = 0,5\% \cdot P_1$.
Суммарные Потери: $\Sigma P = P_{\text{Cu}} + P_{\text{ст}} + P_{\text{мех}} + P_{\text{доб}}$.
Построение Рабочих Характеристик
Коэффициент полезного действия (КПД) ма��ины:
$$
\eta = \frac{P_{\text{мех}}}{P_{\text{вх}}} = \frac{P_{\text{вх}} — \Sigma P}{P_{\text{вх}}}
$$
Рабочие характеристики (зависимость частоты вращения $n$, момента $M$ и КПД $\eta$ от тока якоря $I_{\text{а}}$) строятся на основе базовых уравнений ДПТ:
- Формула ЭДС:
$$
E = k_{\text{Э}} \cdot \Phi \cdot n
$$
Где $k_{\text{Э}}$ — конструктивная константа, $k_{\text{Э}} = Z \cdot N_{\text{пар}} / (60 \cdot 2a)$ (здесь $N_{\text{пар}}$ — число пар полюсов, $2a$ — число параллельных ветвей обмотки якоря). - Уравнение Напряжения:
$$
U = E + I_{\text{а}} \cdot R_{\text{а}} + \Delta U_{\text{щ}}
$$
Отсюда выводится частота вращения:
$$
n = \frac{U — I_{\text{а}} \cdot R_{\text{а}} — \Delta U_{\text{щ}}}{k_{\text{Э}} \cdot \Phi}
$$ - Формула Момента:
$$
M = k_{\text{М}} \cdot \Phi \cdot I_{\text{а}}
$$
Где $k_{\text{М}} = k_{\text{Э}} \cdot 60 / (2\pi)$.
Построение характеристик требует расчета $\Phi$ для разных режимов нагрузки, поскольку при увеличении $I_{\text{а}}$ происходит размагничивание из-за реакции якоря, и поток $\Phi$ уменьшается. Именно поэтому расчет главных размеров и магнитной цепи должен быть проведен с максимальной точностью.
Тепловой Расчет и Оценка Надежности Теплового Режима
Тепловой расчет подтверждает, что спроектированный двигатель может работать в номинальном режиме без перегрева, обеспечивая требуемый срок службы изоляции. Это финальный и самый важный проверочный этап.
Нормативные Требования к Нагреву
Ключевое требование: Расчетное превышение температуры ($\Delta \theta_{\text{расч}}$) наиболее нагретых частей (обмотка якоря, обмотка возбуждения) не должно превышать допустимого ($\Delta \theta_{\text{доп}}$).
Допустимое превышение температуры $\Delta \theta_{\text{доп}}$ определяется классом нагревостойкости изоляции в соответствии с **ГОСТ 8865-93 (МЭК 85-84)**.
| Класс Изоляции | Максимальная Допустимая Температура ($T_{\text{max}}$), °С | Допустимое Превышение Температуры ($\Delta \theta_{\text{доп}}$) при $T_{\text{ср}}=40$ °С, К |
|---|---|---|
| B | 130 | 80 |
| F | 155 | 100 |
| H | 180 | 125 |
Проект должен обеспечить запас: $\Delta \theta_{\text{расч}} \le 0,9 \cdot \Delta \theta_{\text{доп}}$.
Приближенный Тепловой Расчет
Для курсового проекта чаще всего используется упрощенный метод, основанный на балансе тепловыделения и теплоотдачи.
Тепловой баланс:
$$
\Sigma P = K_{\text{т}} \cdot \Delta \theta_{\text{ср}} \cdot S_{\text{охл}}
$$
Где:
- $\Sigma P$ — суммарные потери (тепловыделение), Вт.
- $\Delta \theta_{\text{ср}}$ — среднее превышение температуры корпуса, К.
- $S_{\text{охл}}$ — общая площадь поверхности охлаждения корпуса, м².
- $K_{\text{т}}$ — коэффициент теплоотдачи (или $\alpha_{\text{в}}$), Вт/(м²⋅К).
Инженерное Обоснование $K_{\text{т}}$:
Коэффициент теплоотдачи $K_{\text{т}}$ критически зависит от типа вентиляции и исполнения двигателя: для защищенного двигателя с **естественным охлаждением** (например, IC01 или IP22), $K_{\text{т}}$ внешней поверхности составляет примерно $15 \ldots 20 \text{ Вт/(м²⋅К)}$, тогда как для машин с принудительной вентиляцией $K_{\text{т}}$ может достигать $30 \ldots 50 \text{ Вт/(м²⋅К)}$.
Расчетное среднее превышение температуры:
$$
\Delta \theta_{\text{ср}} = \frac{\Sigma P}{K_{\text{т}} \cdot S_{\text{охл}}}
$$
Далее, расчетное превышение температуры обмотки якоря ($\Delta \theta_{\text{я}}$) определяется через $\Delta \theta_{\text{ср}}$ с учетом термического сопротивления изоляции. Если $\Delta \theta_{\text{я}}$ находится в пределах, установленных ГОСТ 8865-93, тепловой режим считается надежным, что завершает основной цикл проектирования.
Заключение и Приложения (Оформление Проекта)
Результаты, полученные на всех этапах, подтверждают, что спроектированный ДПТ соответствует техническому заданию, обеспечивая требуемые номинальные характеристики, безыскровую коммутацию и допустимый тепловой режим.
Ключевые выводы проекта:
- Успешно определены главные размеры $D$ и $L$, оптимизирующие расход активных материалов.
- Выполнен детальный расчет магнитной цепи с учетом нелинейности намагничивания, определена требуемая МДС возбуждения $F_{\text{возб}}$.
- Обеспечен необходимый запас по коммутации, рассчитаны добавочные полюсы, и проверена допустимая плотность тока под щетками ($j_{\text{щ}} \le 16 \text{ А/см²}$).
- Суммарные потери и КПД ($\eta_{\text{ном}}$) находятся в пределах ожидаемых.
- Тепловой расчет подтвердил, что $\Delta \theta_{\text{расч}}$ не превышает допустимых норм для выбранного класса изоляции (согласно ГОСТ 8865-93).
Рекомендации по Оформлению
Курсовой проект должен включать:
- Расчетно-пояснительную записку: Полный текст, содержащий все формулы, подстановки, численные результаты и инженерные обоснования выбора параметров и материалов.
- Графическая часть: Чертеж общего вида двигателя (разрез по оси) с указанием главных размеров, чертеж паза якоря и эскиз коллекторно-щеточного узла.
- Приложения: Таблицы справочных данных (кривые намагничивания, параметры сталей и изоляционных материалов).
Строгое соблюдение стандартов (единицы измерения СИ, правильное оформление формул и ссылок на ГОСТы) обеспечит высокую академическую оценку проекта.
Список использованной литературы
- Копылов И. П. Проектирование электрических машин: В 2 кн. / И. П. Копылов [и др.]. Под ред. И. П. Копылова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1993. 384 с.
- Копылов И. П., Клоков Б. К. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Т. 1. / Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. М.: Энергоатомиздат, 1988. 456 с.
- Гольдберг О. Д., Гурин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин: Учебник для втузов / Под ред. О. Д. Гольдберга. М.: Высшая школа, 1984. 430 с.
- Кацман М. М. Расчет и конструирование электрических машин: Учебное пособие для техникумов. М.: Энергоатомиздат, 1984. 360 с.
- Проектирование электродвигателя постоянного тока: Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрические машины». URL: https://cchgeu.ru/images/files/uchebnyj-process/kafedry/eism/Metodicheskie_ukazaniya/Metodicheskie_ukazaniya_po_vypolneniyu_kursovogo_proekta_po_discipline_Elektricheskie_mashiny.pdf (дата обращения: 23.10.2025).
- Расчет параметров двигателей постоянного тока. URL: https://infourok.ru/raschet-parametrov-dvigateley-postoyannogo-toka-4029141.html (дата обращения: 23.10.2025).
- Расчет магнитных цепей. URL: https://elec.ru/articles/raschet-magnitnyh-cepej-89 (дата обращения: 23.10.2025).
- РАСЧЕТ ПОТЕРЬ И К.П.Д. МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. URL: https://spbstu.ru/upload/iblock/6e6/raschet_poter_i_kpd_mashin_postoyannogo_toka.pdf (дата обращения: 23.10.2025).
- Расчет добавочных полюсов. URL: https://studfile.net/preview/10313554/page/10/ (дата обращения: 23.10.2025).
- Магнитные цепи и их расчёт. URL: https://servomotors.ru/teoriya/magnitnye-cepi-i-ih-raschet (дата обращения: 23.10.2025).