Материал: Расчет вентильного генератора переменного тока Г290
Расчет вентильного генератора переменного тока Г290
Курсовая работа
Расчет вентильного
генератора переменного тока Г290
Введение
В качестве основных источников системы электрооборудования постоянного тока на автомобилях используются вентильные (синхронные генераторы переменного тока, работающие на сеть постоянного тока через выпрямитель) или коллекторные генераторы постоянного тока.
В настоящее время широкое распространение в автомобилестроении получил вентильный генератор переменного тока. Основными технико-экономическими преимуществами генераторов переменного тока перед генераторами постоянного тока являются:
уменьшение в 1,8…2,5 раза массы при той же мощности;
уменьшенный примерно в 3 раза расход меди при изготовлении;
большая максимальная мощность при равных габаритах;
меньшее значение начальных частот вращения и обеспечение более высокой степени заряженности аккумуляторных батарей;
значительное упрощение схемы и конструкции регулирующего устройства;
уменьшение эксплуатационных затрат в связи с большой надёжностью работы и повышенным сроком службы.
Вентильный генератор переменного тока состоит из самого генератора, силового выпрямителя и регулятора напряжения. Силовой выпрямитель дополнен диодами выпрямителя обмотки возбуждения, что предотвращает возможность разряда аккумуляторной батареи на обмотку возбуждения при неработающем двигателе автомобиля. Регуляторы напряжения выполняются на основе полупроводниковых приборов. Выходной транзистор регулятора напряжения работает в ключевом режиме, изменяя ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генераторной установки оставалось практически неизменным при всех частотах вращения и нагрузках.
Вентильные генераторы переменного тока выполняются с неподвижным якорем и вращающимся индуктором с клювообразной магнитной системой и контактными кольцами для подвода тока к обмотке возбуждения.
Типовая конструкция автомобильного генератора переменного тока:
Генератор состоит из статора, ротора, крышек, выпрямительного блока, регулятора напряжения, шкива, вентилятора.
Статор собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,5 - 1 мм. На внутренней поверхности статора расположены пазы с размещённой в них трёхфазной обмоткой.
Ротор состоит из вала, двух фланцев с клювами, втулки,
обмотки возбуждения и контактных колец. Фланцы с клювами образуют магнитную
систему генератора. Контактные кольца с пластмассовой арматурой напрессованы на
вал. Крышки, отлитые из алюминиевого сплава, имеют вентиляционные отверстия. В
крышках размещены шарикоподшипники. На задней крышке закреплены пластмассовый
коробчатый щёткодержатель, выводные болты и выпрямительный блок, состоящий из
диодов и теплоотводов.
2. Исходные данные
№п/п
Исходные данные
Обозначения
Размеры
Данные
Размеры статора
1.
Марка стали
1213
2.
Внешний диаметр
статора
3.
Диаметр
расточки статора
4.
Длина пакета
статора
5.
Воздушный зазор
м
0,00062
7.
Ширина паза у
основания
8.
Высота паза
Обмотка статора
1.
Схема
соединения
Y
2.
Шаг обмотки по
пазам
3.
Диаметр провода
обмотки статора
4.
Число витков в
фазе
5.
Число
параллельных проводов
6.
Число
параллельных ветвей
7.
Длина лобовой
части
8. 9.
Высота зуба
статора
Размеры ротора
1.
Марка стали
0,8КП
2.
Число пар
полюсов
3.
Диаметр ротора
4.
Максимальная
ширина полюса
5.
Минимальная
ширина полюса
6.
Угол скоса
полюсов
7.
Угол скоса
торцевой части
8.
Длина полюса
9.
Ширина сборного
кольца
10.
Внутренний
диаметр полюсной системы
11.
Диаметр втулки
12.
Длина втулки
13.
Длина ротора
14.
Диаметр
торцевой части
15.
Частота
вращения
Обмотка
возбуждения
1.
Число витков в
катушке возбуждения
2.
Диаметр катушки
возбуждения
3.
Длина катушки
возбуждения
4.
Диаметр провода
в катушке возбуждения
5. Сопротивление катушки возбуждения: а) в холодном
состоянии при где б) в горячем состоянии
Ом
,68
4,24
6. Максимальный ток возбуждения: а) в холодном
состоянии б) в горячем состоянии
в) в комплекте с регулятором напряжения
где А
А
А
В
В
,8
,3
1,3
1. Полюсное деление
м,
где 2. Зубцовое деление
м,
где 3. Коэффициент воздушного зазора
где 4. Число пазов, приходящихся на полюс и фазу
где 5. Шаг обмотки в долях полюсного деления
где 6. Сечение обмотки фазы статора
где 7. Обмоточный коэффициент
если 8. Коэффициент полюсного перекрытия для
трапецеидальной формы полюса
где 9. Воздушный зазор
Магнитный поток в воздушном зазоре
где Индукция воздушном зазоре
где где где 10. Зуб статора
Магнитный поток в зубе статора
где Магнитная индукция в зубце статора
где где оно равно
где Магнитное напряжение в зубе статора
где 11. Ярмо статора
Магнитный поток в ярме статора
где Магнитная индукция в ярме статора
где где Магнитное напряжение в ярме статора
где где 12. Полюсный наконечник
Магнитный поток в расчетном сечении полюсного наконечника
где Магнитная индукция в расчетном сечении полюсного наконечника
где где Магнитное напряжение полюсного наконечника
где где 13. Изгиб полюсного наконечника
Магнитный поток в изгибе полюсного наконечника
где Магнитная индукция в изгибе полюсного наконечника
где Магнитное напряжение в изгибе полюсного наконечника
где где 14. Сборное кольцо
Магнитный поток в сборном кольце
где Магнитная индукция в сборном кольце
где где 15. Магнитное напряжение в сборном кольце
где где 16. Изгиб втулки
Магнитный поток в изгибе втулки
где Магнитная индукция в изгибе втулки
где где Магнитное напряжение в изгибе втулки
где . Стык втулки полюсной системы
Магнитный поток в стыке втулки
где Магнитная индукция в стыке втулки
где где Магнитное напряжение в стыке втулки
где 18. Втулка
Магнитный поток во втулке
где Магнитная индукция в стыке втулки
где где Магнитное напряжение во втулке где 19. Намагничивающая сила обмотки возбуждения
где Ток в обмотке возбуждения
где 20. Расчет и построение характеристики холостого хода
№ п/п Расчетные
данные24567
1
2
3
4
44,48·10-6
55,6·10-6
66,72·10-6
77,84·10-6
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
36
37
Характеристика холостого хода
Заключение
На основании полученных данных построили характеристику холостого
хода на которой виден ряд закономерностей: при изменении тока генератора от 0,
ЭДС генератора изменяется линейно, но при приближении к номинальным значениям
тока якоря характеристика отклоняется из-за насыщенности магнитной цепи. Далее
при дальнейшем насыщении стали характеристика снова становится линейной.
Большое значение Iв объясняется большой площадью сечения магнитопровода.
Список использованной литературы
1. Ютт
В.Е. «Электрооборудование автомобилей» - М.:Транспорт, 2000
2. Гольдберг
О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. «Проектирование электрических машин» - М.:
Высшая школа, 2001.
. Под
ред. Копылова И.П., Клокова Б.К. Справочник по электрическим машинам: в 2-х т.
том 2
м0,196
м0,140
м0,048
6.Число пазов
-72
м0,0014
м0,0115
-6
м0,00195
-52
-2
-2
м0,015
м0,0032
м0,0126
-6
м0,139
м0,034
м0,014
град21
град45
м0,053
м0,021
м0,090
м0,078
м0,031
м0,086
м0,0115
об/мин1000
710
м0,0110
м0,041
м
С
,
0,0115 Ом
,
падение напряжение на щеточном контакте
падение напряжения в регуляторе напряжения
- диаметр расточки статора;
- число пар полюсов.
- число пазов статора.
м,
- зубцовое деление;
- воздушный зазор;
- ширина паза у основания.
,
- число фаз (3 фазы).
,
- шаг обмотки по пазам;
- число пазов, приходящихся на полюс и фазу;
- число фаз (3 фазы).
,
- диаметр провода обмотки статора без
изоляции;
- число параллельных проводов.
, то 
.
,
- максимальная ширина полюса;
- минимальная ширина полюса;
- полюсное деление.
Вб,
- ЭДС, наводимая водной фазе;
- число пар полюсов;
- частота вращения, при которой генератор начинает вырабатывать
номинальное напряжение (14 В);
- число витков в одной фазе;
- обмоточный коэффициент.
Тл,
- магнитный поток в воздушном зазоре;
- площадь поперечного сечения
,
- длина активной части полюса, находящаяся
под статором 
;
- максимальная ширина полюса;
- минимальная ширина полюса.
,
- воздушный зазор;
- магнитная индукция в воздушном зазоре.
Вб,
- длина пакета статора;
- зубцовое деление;
- магнитная индукция в воздушном зазоре.
Тл,
- магнитный поток в зубце статора;
- площадь сечения зубца статора
,
- число пазов, участвующих в проведении
магнитного потока ,
,
- число пазов статора;
- коэффициент заполнения статора сталью (0,9-0,95);
- число пар полюсов;
- ширина зубца статора.
,
высота зуба статора;
- удельное магнитное напряжение в зубе статора.
Вб,
- магнитный поток в воздушном зазоре.
Тл,
- магнитный поток в ярме статора;
- площадь сечения ярма статора
,
- внешний диаметр статора;
- диаметр расточки статора;
- высота зуба статора;
- длина пакета статора;
- коэффициент заполнения статора сталью (0,9-0,95).
,
- длина ярма статора
м,
- высота ярма статора
м.
Вб,
- магнитный поток в воздушном зазоре.
Тл,
- магнитный поток в расчетном сечении полюсного
наконечника;
- площадь сечения полюсного наконечника
,
- диаметр ротора;
- внутренний диаметр полюсной системы;
- максимальная ширина статора.
,
- длина полюсного наконечника
м,
- длина втулки;
- угол скоса полюсов;
- удельное магнитное напряжение полюсного наконечника.
Вб,
- магнитный поток в воздушном зазоре.
Тл,
- площадь сечения изгиба полюсного наконечника
,
- максимальная ширина полюса;
- высота сборного кольца.
,
- длина магнитной силовой линии полюсного
наконечника
м,
- удельное магнитное напряжение изгиба
полюсного наконечника.
Вб,
- магнитный поток в воздушном зазоре.
Тл,
- магнитный поток в сборном кольце;
- площадь сечения сборного кольца
,
- диаметр втулки;
- число пар полюсов;
- ширина сборного кольца.
,
- длина магнитной силовой линии сборного
кольца
м,
- внутренний диаметр полюсной системы;
- удельное магнитное напряжение сборного кольца.
Вб
- магнитный поток в воздушном зазоре.
Тл,
- магнитный поток в изгибе втулки;
- площадь сечения изгиба втулки
,
- диаметр втулки;
- ширина сборного кольца
- длина магнитной силовой линии сборного
кольца
м,
- удельное магнитное напряжение изгиба втулки.
Вб,
- магнитный поток в воздушном зазоре.
Тл,
- площадь сечения стыка втулки
,
- площадь сечения стыка втулки;
- число пар полюсов.
,
- длина стыка втулки
м,
- магнитная индукция в стыке втулки.
Вб,
- магнитный поток в стыке втулки.
Тл,
- магнитный поток во втулке;
- площадь сечения втулки
,
- диаметр втулки;
- число пар полюсов.
- длина втулки;
- удельное магнитное напряжение во втулке.
А,
- магнитное напряжение первых шести
участков в сумме;
- магнитное напряжение в изгибе втулки;
- магнитное напряжение в стыке втулки;
- магнитное напряжение во втулке.
А,
- намагничивающая сила обмотки
возбуждения;
- число витков в обмотке возбуждения
; Вб89,66
179,32·10-6224,15·10-6268,98·10-6313,81·10-6
; Тл0,0760,1520,190,2280,266
; 75,24·10-6150,48·10-6188,1·10-6225,72·10-6263,34·10-6
; Вб22,24·10-6
; Тл0,02740,05480,06850,08220,0959
146187251330447
; 3,6794,7126,3258,31611,264
; Тл0,06740,13480,16850,20220,2359
2461340698031000264000
; 11,61163,248329,4561463,212460,8
15,2967,96335,781471,5112472,06
; Вб125,52·10-6251,05·10-6313,81·10-6376,57·10-6439,33·10-6
; Тл0,15060,30120,37650,45180,5271
119180201230260
; 3,955,9766,6737,6368,632
19,2473,936342,4531479,14612480,692
; Вб134,49
268,98336,22403,47470,71
; Тл0,180,370,470,560,66
132201238279325
; 4,326,597,809,15110,66
23,5680,526350,2531488,29712491,352
; Вб143,45286,92358,64430,368502,096
; Тл0,1670,3340,4180,5020,585
124189214250287
; 1,482,272,5733,44
; Вб152,42304,84381,05457,26533,47
; Тл0,1690,3380,4220,5070,591
124189218250296
;3,146,317,288,359,89
; Тл0,190,380,4790,5740,67
; 7,6615,3219,1522,9826,81
; Тл0,190,380,4790,5740,67
124189218250296
; 0,0620,1240,1550,1860,217
28,2489,22360,251499,8212504,89
; А0,0390,120,502,1117,61
