КАТУШКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ - раздел Философия, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ АППАРАТЫ
В Результате Расчета Магнитной Цепи Определяется Поток В Кату...
В результате расчета магнитной цепи определяется поток в катушке и ее н. с. Катушка должна быть рассчитана таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить требуемую н. с, а с другой — чтобы максимальная температура обмотки не превышала допустимой для используемого класса изоляции.
В зависимости от способа включения различают параллельные (шунтовые) и последовательные (сериесные) обмотки. В первом случае напряжение, приложенное к обмотке, постоянно по своему действующему значению. Во втором — сопротивление обмотки электромагнита во много раз меньше сопротивления остальной части цепи.
а) Расчет обмотки электромагнита постоянного тока. Эскиз обмотки представлен на рис.3.4. Заданы напряжение U и н. с. Iw. Требуется рассчитать и спроектировать катушку. Сечение провода q находим, исходя из потребной н. с.
, (3.39)
или
,
где —удельное сопротивление; lср —средняя длина витка; R — сопротивление обмотки, равное .
Из уравнения следует, что при неизменной средней длине витка и заданном н. с. определяется произведением Uq. Если при неизменном напряжении и средней длине витка требуется увеличить н. с, то необходимо взять провод большего сечения. При этом обмотка будет иметь меньшее число витков.
Рис.3.4Электромагнит с обмоткой.
После определения сечения провода с помощью таблиц сортаментов находится ближайший стандартный диаметр провода.
Если выполнить обмотку проводом данного диаметра, то н. с. обмотки не будет зависеть от способа укладки провода. При «дикой» (нерядовой) обмотке число витков при том же окне уменьшится по сравнению с рядовой, величина тока пропорционально увеличится, а н. с. катушки останется без изменения.
Мощность, потребляемая катушкой, при дикой обмотке увеличится, поскольку уменьшится коэффициент заполнения
При изменении питающего напряжения и сохранении размера окна обмотки должно иметь место равенствотак как и остаются неизменны. При этом н. с. обмотки останется без изменения. Поскольку при переходе с одного напряжения на другое изменяется диаметр провода (а следовательно, и толщина изоляции), коэффициент заполнения обмотки также меняется. Можно получить:
.
Если то при переходе с напряжения на диаметр провода уменьшится. При меньшем диаметре провода из-за возросшей относительной толщины изоляции коэффициент заполнения уменьшится. Следовательно, при переходе на более высокое напряжение мощность, потребляемая катушкой, увеличивается.
Для ориентировочной оценки нагрева катушки можно пользоваться следующими рекомендациями. Опытным путем установлено, что в катушке на изоляционном каркасе, выполненной проводом ПЭЛ, максимальная температура не превысит 105°С, если на каждый ватт выделяемой мощности будет приходиться определенная боковая поверхность (— удельная охлаждающая боковая поверхность). Величина этой поверхности зависит от геометрии катушки:
, (3.40)
гдедлина катушки;внешний диаметр.
Если после расчета окажется, чтото это значит, что температура обмотки будет выше допустимой.
Можно получить:
. (3.41)
Если при требуемой н. с. мощность Р получается больше, чем то либо необходимо уменьшить н. с. обмотки, либо увеличить площадь обмоточного окна QK.
После приближенной оценки теплового режима катушки необходимо определить максимальную температуру внутри ее.
Для последовательной обмотки исходными величинами для расчета являются н. с. {Iw) и ток цепи /„. Число витков обмотки находится из выражения
(3.42)
Сечение провода можно выбрать исходя из рекомендуемой плотности тока, равной 2—4 а/мм2— для продолжительного режима работы, 5—12 а/мм2— для повторно-кратковременного режима работы, 13—30 а/мм2— для кратковременного режима работы. Эти величины можно увеличить примерно в 2 раза при сроке службы до 500 ч.
Окно, занимаемое рядовой обмоткой, определяется числом витков и диаметром провода по изоляции.
б) Расчет обмотки электромагнитов переменного тока. Исходными данными для расчета параллельной катушки являются амплитуда н. с, амплитуда потока и напряжение. Напряжение сети уравновешивается активным и реактивным падением напряжения
. (3.43)
Поскольку величины тока и сопротивления могут быть рассчитаны только после определения числа витков, то представленное выражение не позволяет сразу найти все параметры катушки. Задача решается методом последовательных приближений.
Так как активное падение напряжения значительно меньше неактивного, то в начале расчета можно положить .
Тогда число витков обмотки равно:
Так как при расчете w мы пренебрегаем активным падением напряжения, действительное число витков должно быть несколько меньше. Обычно берут
, (3.44)
.
Сечение провода обмотки определяют, задавшись плотностью тока. Выбрав стандартный диаметр и способ укладки, находим коэффициент заполнения и площадь окна катушки и:
. (3.45)
После этого определяем среднюю длину витка и активное сопротивление обмотки
. (3.46)
Полное падение напряжения на обмотке электромагнита равно: Теперь производим проверку выбранных параметров: если напряжение сети в квадрате U2отличается от суммы (IR)2и более чем на 10%, то необходимо варьировать число витков до тех пор, пока не получим удовлетворительного совпадения.
После расчета активного сопротивления производится проверка катушки на нагрев. Расчет ведется так же, как и для катушек постоянного тока. Характерной особенностью здесь является нагрев магнитопровода за счет потерь от вихревых токов и гистерезиса. Отвод тепла, выделяемого в самой катушке через сердечник, затруднен. Поэтому точка с максимальной температурой лежит на внутреннем радиусе катушки. Из-за плохого охлаждения катушки через сердечник в катушке стремятся развивать поверхность торцов, через которые может отдаваться значительная часть тепла.
Если полное сопротивление обмотки электромагнита при любом рабочем зазоре значительно меньше полного сопротивления цепи (последовательная обмотка), то величина тока в обмотке электромагнита не зависит от положения якоря. Расчет таких обмоток ведется так же, как и для последовательных обмоток постоянного тока. Закон изменения потока в рабочем зазоре такого электромагнита аналогичен закону в электромагните постоянного тока, поскольку электромагнит работает при постоянной н. с. катушки.
. (3.47)
Если электромагнит с параллельной катушкой питается от источника с другим напряжением и сила тяги должна остаться той же, то обмоточные данные должны быть соответственно изменены. Величина н. с. и угол сдвига между током и напряжением при этом также считаются неизменными. Должны быть соблюдены следующие соотношения:
. (3.48)
Полная мощность обмоток при переходе с одного напряжения на другое при соблюдении указанных условий не изменяется, так как
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ... ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ... САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
КАТУШКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Электромагнитными называются устройства, предназначенные для создания в определенном пространстве магнитного поля с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током.
В нейтральны
ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ МАГНИТНОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
Для магнитных цепей электрических аппаратов применяются самые разнообразные магнитномягкие материалы, от правильного выбора которых во многом зависит качество конструкции электриче
ПРОМЕЖУТКОВ
Для магнитных систем электрических аппаратов, когда учитываются потоки рассеяния и полные потоки воздушного зазора, существенным является определение магнитных проводимостей воздушных путей — пр
Для случая полюс — плоскость
Линии индукции, выходящие из боковых граней, занимают весь объем вокруг полюса и имеют сложную форму (рис.2.1). Поле в результате этого, как уже указывалось, получается не плоскопараллельным. В это
Б. Полюса цилиндрической формы
Для электрических аппаратов широко применяются магнитные системы с цилиндрическими полюсами. Опыт показывает, что боковая удельная проводимость между цилиндрическими полюсами зависит от величины д
Полюс — плоскость по координате z
Для плоскопараллельного поля суммарный поток с правой половины торца полюса и грани в (рис.) можно определить как
ПРОСТЫХ ОБЪЕМНЫХ ФИГУР ПОЛЯ
Расчет проводимостей воздушного зазора методом суммирования простых объемных фигур поля, предложенный Ротерсом, на практике получил достаточно широкое распространение. Однако сущест
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАГНИТНЫХ ЦЕПЯХ АППАРАТОВ
а) Магнитная цепь аппарата, основные законы. Электромагниты нашли в аппаратостроении широкое применение и как элемент привода аппаратов (контакторы, пускатели, реле, автоматы, вык
ПОСТОЯННОГО ТОКА
а.) Расчет потоков рассеивания и индуктивности катушки без учета сопротивления стали. Для электромагнитов, у которых катушка располагается на стержне, поток рассеяния связ
МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Магнитные цепи на переменном токе обладают следующими особенностями.
1. Ток в катушке электромагнита зависит главным образом от ее индуктивного сопротивления.
2. Магнитное сопрот
ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
При заданном потоке падение магнитного потенциала уменьшается с уменьшением магнитного сопротивления. Так как сопротивление обратно пропорционально магнитной проницаемости материал
СИЛА ТЯГИ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ
а) Энергетический баланс электромагнита постоянного тока. Рассмотрим процесс возникновения магнитного поля в простейшем клапанном электромагните (рис. 4.1,а). После включения цепи напряжение источ
ДИНАМИКА И ВРЕМЯ СРАБАТЫВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ
а) Время срабатывания. До сих пор мы рассматривали только статические характеристики электромагнитов, когда в их обмотке проходит неизменный ток, причем якорь либо неподвижен, л
МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
а) Общие сведения.Для создания постоянного магнитного поля в целом ряде электрических аппаратов используются постоянные магниты, которые изготавливаются из магнитно-твердых мат
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ АППАРАТОВ
Электродинамические силы, возникающие в токоведущих частях аппаратов, стремятся деформировать как сами проводники, так и изоляторы, с помощью которых эти проводники укреплены к заземленным частям
ИЗОЛИРОВАННЫЕ ПРОВОДНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ
Как показывают наблюдения, чем выше температура, воздействию которой подвергаются изоляционные материалы, входящие в конструкции аппаратов, тем быстрее ухудшаются их механические и электрические к
ПРИ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ
Короткое замыкание в электроустановках сопровождается протеканием по проводникам токов, значительно превышающих токи нормального рабочего режима. Так как длительность протекания токов короткого за
ПОНЯТИЕ О ВИДАХ ТЕПЛООБМЕНА
При наличии разницы температур в теле в нем происходит процесс выравнивания температур из-за потока тепла от мест с более высокой температурой к местам с более низкой температурой.
По ана
ОТДАЧИ ТЕПЛА С НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ (ЖИДКОСТИ, ГАЗУ)
В электротехнической практике весьма часто приходится рассчитывать превышение температуры наружной поверхности относительно температуры ж
ПЛОСКОСТЯМИ
Рассмотрим простейшие случаи, когда тепловой поток Ф и его плотность Ф0 не изменяются во времени (стационарное состояние) и в пространстве.
Такой случай может иметь место при на
ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ
Наиболее характерные недостатки твердометаллических контактов следующие:
1.С ростом длительного номинального тока возрастают необходимое значение контактного нажатия, габариты и масса конт
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Большая группа электрических аппаратов представлена коммутационными устройствами, с помощью которых замыкается и размыкается электрическая цепь. Электрический разряд, возникающий при размыкании к
ГАШЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДУГ В ЦЕПЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА
При размыкании контактов аппарата, находящегося в цепи постоянного тока, возникает дуговой разряд. Для гашения возникающей дуги постоянного тока обычно стремятся повысить напряжени
УСЛОВИЯ ГАШЕНИЯ ДУГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Дуга переменного тока обычно гасится легче, чем дуга постоянного тока. Чтобы погасить дугу постоянного тока, надо насильственно свести к нулю ток цепи путем непрерывного увеличения
А. Открытая дуга переменного тока при высоком напряжении источника
Открытая дуга переменного тока в моменты перехода тока через нуль сохраняет высокую проводимость, и поэтому в установках высокого напряжения гашение открытой дуги происходит не вследствие перехода
Б. Дуга переменного тока в условиях активной деионизации
Если столб дуги переменного тока подвергается интенсивной деионизации, то в этом случае механизм гашения дуги существенно меняется по сравнению с предыдущим (открытая дуга в цепи вы
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Бесконтактными электроаппаратами называют устройства, предназначенные для включения, выключения или переключения (коммутации) электрических цепей без физического разрыва цепи.
Осно
ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЕ СХЕМЫ МУС
Однополупериодная схема (рис. 10.6) практически не применяется из-за следующих недостатков:
1.Для ограничения наведенных в обмотке управления токов необходим балластный дроссель, наличие к
Статические параметры
а) Крутизна характеристики управления.Для МУС характерна зависимость выходного напряжения Up только от
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Предохранители — это электрические аппараты, предназначенные для зашиты электрических цепей от токовых перегрузок и токов КЗ. Основными элементами предохранителя являются плавкая в
НАГРЕВ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ
Основной характеристикой предохранителя является времятоковая характеристика, представляющая собой зависимость времени плавления вставки от протекающего тока. Для совершенной защиты желательно, чт
КОНСТРУКЦИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
а) Предохранители с гашением дуги в закрытом объеме. Предохранители на токи от 15 до 60 А имеют упрощенную конструкцию. Плавкая вставка 1 прижимается к латунной обойме 4
ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ
а) Выбор по условиям длительной эксплуатации и пуска.В процессе длительной эксплуатации температура нагрева предохранителя не должна превосходить допустимых значений. В этом случ
КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА
Контакторы переменного тока выпускаются на токи от 100 до 630 А. Число главных контактов колеблется от одного до пяти. Это отражается на конструкции всего аппарата в целом. Наиболее широко
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Реле – это электрический аппарат, в котором при плавном изменении входной (управляющей) величины происходит скачкообразное изменение выходной (управляемой) величины. Причём, хотя бы
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В схемах защиты и автоматики часто требуется выдержка времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость в
Работу.
Принцип электромагнитного замедления рассмотрен выше. Конструкция реле с таким замедлением типа РЭВ-800 (рис.14.11)содержит П-образный магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитн
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ РЕЛЕ
а) Общие сведения. Полупроводниковые реле в отношении быстродействия, чувствительности, селективности и надежности превосходят электромагнитные. В ряде случаев полупроводниковые
РЕГУЛИРУЮЩИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
УСТРОЙСТВА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (БКРПУ)
а) Общие сведения.На основе тиристоров возможно осуществление следующих операций:
1) включение и отключение э
ТИРИСТОРНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ
На рис. 16.4 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1—VS3 и диоды VD1—VD3, рассчита
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для регулирования частоты вращения, вращающего момента на валу, для соединения и разъединения ведущего и ведомого валов применяются электрические аппараты в виде муфт с электрическим управлением.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ФРИКЦИОННЫЕ МУФТЫ
а) Принципдействия. Простейшая конструкция электромагнитной фрикционной муфты представлена на рис. 14.3. Постоянное напряжение подводится к щеткам, скользящим по контактным кольца
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ФЕРРОПОРОШКОВЫЕ МУФТЫ
В ферропорошковой муфте барабанного типа (рис. 17.5) ведущий вал 1 через немагнитные фланцы 2 соединен с ферромагнитным цилиндром (барабаном) 3. Внутри цилиндра располагается э
ГИСТЕРЕЗИСНЫЕ МУФТЫ
Возможны два варианта исполнения гистерезисных муфт: в первом — магнитное поле индуктора создается обмоткой, во втором — постоянными магнитами. Недостатком первого варианта является наличие контак
Ограничители напряжения.
Назначение и классификация электрических аппаратов высокого напряжения
Электрические аппараты высокого напряжения (АВН) используются в электроэнергетических системах (объединенных и
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитие науки и техники, научно-технические исследования предполагают развитие и совершенствование методов проектирования и расчета существующих, а также разработку новых электриче
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
, (3.39)
,
—удельное сопротивление; lср —средняя длина витка; R — сопротивление обмотки, равное 
.
так как 
остаются неизменны. При этом н. с. обмотки останется без изменения. Поскольку при переходе с одного напряжения на другое изменяется диаметр провода (а следовательно, и толщина изоляции), коэффициент заполнения обмотки 
.
то при переходе с напряжения 
на 
диаметр провода уменьшится. При меньшем диаметре провода из-за возросшей относительной толщины изоляции коэффициент заполнения уменьшится. Следовательно, при переходе на более высокое напряжение мощность, потребляемая катушкой, увеличивается.
— удельная охлаждающая боковая поверхность). Величина этой поверхности зависит от геометрии катушки:
, (3.40)
длина катушки;
внешний диаметр.
то это значит, что температура обмотки будет выше допустимой.
. (3.41)
то либо необходимо уменьшить н. с. обмотки, либо увеличить площадь обмоточного окна QK.
(3.42)
. (3.43)
.
, (3.44)
.
и площадь 
окна катушки и:
. (3.45)
и активное сопротивление обмотки
. (3.46)
более чем на 10%, то необходимо варьировать число витков до тех пор, пока не получим удовлетворительного совпадения.
. (3.47)
. (3.48)
. (3.49)
Новости и инфо для студентов