Уточненное значение суммарного сопротивления обмотки якоря и возбуждения

R_СТ = R_Я + R_С = 0,00178 + 0,0013 = 0,00301 Ом.

Уточненное значение суммарного сопротивления цепи якоря

R_ЯS = R_CT + R_б + R_ПР = 0,00301 + 0,007 + 0,002 = 0,012 Ом.

 

Рабочие характеристики

 

Сила тока в режиме торможения

(7.1)

Сила тока в режиме максимальной электромагнитной мощности

(7.2)

Максимальная электромагнитная мощность

(7.3)

Параметры, необходимые для построения рабочих характеристик, определяем для нескольких значений силы тока стартера. Ниже приведены результаты расчета для силы тока I_Яm = 458 А.

Напряжение на выводах стартера

U_CT = U_H - R_СТ×I_Я = 12 - 0,003×458 = 10,6 В. (7.4)

МДС возбуждения на два полюса

(7.5)

Линейная нагрузка якоря

(7.6)

МДС поперечной реакции якоря

F_q = a_d×t_ПОЛ×А = 0,65×0,06×43546 = 1700 А.

Расчет B_d^* проводим согласно рисунку 12 по данным расчета кривой намагничивания (рисунок 10).

Рисунок 12- Расчет учета размагничивающего действия реакции якоря

 

F_СР принимаем равным F_ВЗ = 2977 А.

F_min = F_CP - F_q = 2977 - 1700 = 1277 А.

F_max = F_CP + F_q = 2977 + 1700 = 4677 А.

Из рисунка 10 для F_CP = 2977 А B_CP = 0,86 Тл, для F_min = 1277 А B_min = 0,65 Тл, для F_max = 4677 А B_max = 0,97 Тл.

Магнитная индукция в воздушном зазоре с учетом размагничивающего действия реакции якоря

(7.7)

Магнитный поток

ЭДС в обмотке якоря

E_Я = U_H - DU_Щ - I_Я×R_ЯS = 12 - 1 - 458×0,012 = 5,5 В.

Частота вращения якоря в режиме максимальной электромагнитной мощности

(7.8)

Электромагнитная мощность

P = E_Я×I_Я = 5,5×458 = 2519 Вт. (7.9)

Потери мощности на трение в подшипниках

(7.10)

Окружная скорость коллектора

(7.11)

Потери на трение между щетками и коллектором

DP_Щ = k_ТР×F_Щ×N_Щ×n_КОЛ = 0,3×12×4×7,53 = 108,4 Вт, (7.12)

где k_ТР = 0,3 - коэффициент трения [2, с. 42];

F_Щ = 12 Н - сила давления щетки на коллектор;

N_Щ = 4 - число щеток.

Суммарные механические потери

DP_МЕХ = DP_ПОД + DP_Щ = 75,6 + 108,4 = 184 Вт. (7.13)

Частота перемагничивания стали

(7.14)

Диаметр якоря на 1/3 высоты трапецеидального участка зубца от основания

(7.15)

Зубцовый шаг по этому диаметру

(7.16)

Ширина зубца

(7.17)

Магнитная индукция в сечении зубца

(7.18)

Магнитная индукция в сердечнике якоря

(7.19)

Масса зубцового слоя

(7.20)

где g_СТЛ = 7850 кг/м².

Масса сердечника якоря

(7.21)

Соответствующие магнитные потери в зубцовом слое

(7.22)

где D = 1,2×10^{-3 м - толщина пластин пакета якоря.}

Магнитные потери в сердечнике якоря

(7.23)

Суммарные магнитные потери

DP_МАГ = DP_Z + DP_Я = 85,7 + 39,3 = 125 Вт. (7.24)

Сумма механических и магнитных потерь

DP_М = DP_МЕХ + DP_МАГ = 184 + 125 = 309 Вт. (7.25)

Полезная мощность

P₂ = P - DP_М = 2519 -309 = 2210 Вт (7.26)

Мощность, подводимая к стартеру

P₁ = U_СТ×I_Я = 10,6×458 = 4855 Вт. (7.27)

КПД стартерного электродвигателя

(7.28)

Электромагнитный момент

(7.29)

Полезный момент на валу

(7.30)

Для построения рабочих характеристик повторяем расчет по формулам (7.4) - (7.14), (7,18), (7.19), (7.22) - (7.28) для нескольких значений тока якоря I_Я. Полученные результаты сводим в таблицу 2 и строим рабочие характеристики стартерного электродвигателя.

Таблица 2 - Результаты расчета рабочих характеристик

	IЯ, А
UСТ, В	11,686	11,384	11,076	10,769	10,461	10,153	9,845	9,537	9,2
Bd, Тл	0,24	0,47	0,62	0,69	0,745	0,8	0,835	0,86	0,885

Таблица 2 - Продолжение

	IЯ, А
Ф, Вб×10-3	0,72	1,17	1,507	1,68	1,812	1,941	2,036	2,123	2,192
EЯ, В	9,766	8,581	7,371	6,162	4,952	3,742	2,533	1,323
nЯ, об/мин								406,5
P, Вт
DPm, Вт
P1, Вт
P2, Вт
h		0,455	0,513	0,483	0,421	0,339	0,242	0,133
МЭМ, Н×м	1,074	3,428	6,621	9,84	13,267	17,06	20,87	24,87	29,17
М2, Н×м		2,07	5,1	8,3	11,786	15,682	19,663	23,87