Данные для расчёта

Данные для расчёта. Схема электромагнитного механизма представлена на рисунке 1. Дан¬ные для расчёта приведены в таблице 1. Рисунок 1 – Схема электромагнитного механизма Таблица 1 – Исходные данные 4 Расчёт катушки на заданную МДС Геометрические размеры обмотки и создаваемая ею намагничивающая сила связаны соотношением [1, с.9]: , ( 1 ) где Q0 = l0•h0 – величина обмоточного окна, мм2; f0 – коэффициент заполнения обмотки по меди; j – плотность тока в обмотке, А/мм2. При заданной намагничивающей силе можно определить величину обмоточ- ного окна: . ( 2 ) В процессе эксплуатации обмотки возможно повышение уровня пи-тающего напряжения, приводящее к увеличению тока и созданию более тя-жёлого теплового режима обмотки.

Следовательно, расчётное значение об-моточного окна необходимо увеличить путём ввода коэффициента запаса kз = 1.1…1.2 [1, с.10], тогда: . ( 3 ) Примем kз = 2. Плотность тока в обмотке электромагнита, предназна-ченного для продолжительного режима работы, находится в диапазоне 2…4 [1, с.10]. Примем j = 4. Значение коэффициента заполнения f0 для рядовой укладки провода должно находится в пределах 0.5…0.6 [1, с.10]. Примем f0 = 5. Подставляя в выражение ( 3 ) исходные данные и принятые численные значения коэффициентов, определим требуемую величину обмоточного окна: Геометрические размеры обмотки определяются на основе ряда реко-мендаций.

По конструктивным соображениям для наиболее эффективного использования стали сердечника, примем соотношение: Определим длину и высоту окна обмотки: мм; ( 4 ) мм. ( 5 ) Расчетное сечение требуемого обмоточного провода определяется по формуле [1, с.10]: , ( 6 ) где lср – средняя длина витка; Iw – намагничивающая сила катушки; U – питающее напряжение катушки; с – удельное сопротивление провода.

Удельное сопротивление провода определится как: , ( 7 ) где с0 – удельное сопротивление при t = 0 єС, с0 = 1.62•10-5 Ом•мм; б – температурный коэффициент сопротивления меди, б = 4,3•10-3 єC-1; t – допустимая температура нагрева провода, t = 75 єС. Ом•мм. Определим среднюю длину витка провода в обмотке [1, с.11]: , ( 8 ) мм. Найденные величины подставляем в формулу ( 6 ): мм2. Определим расчётный диаметр требуемого провода [1, с.11]: мм, ( 9 ) Далее по таблице [1, с.18], используя значение расчётного диаметра провода, подбираем стандартный провод марки ПЭВ-1 со следующими па-раметрами: Определим сечение принятого провода без учёта изоляции [1, с.11]: мм2. ( 10 ) Определим сечение принятого провода с учётом изоляции [1, с.11]: мм2. ( 11 ) Расчётное число витков обмотки при данном обмоточном окне и при-нятом проводе равно [1, с.12]: . ( 12 ) Округляя полученное число витков до сотен в большую сторону, при-нимаем: . По найденному числу витков определим сопротивление обмотки [1, с.12]: Ом. ( 13 ) Найдём значение расчётного тока катушки [1, с.12]: А. ( 14 ) Для проверки правильности выполненного расчёта найдём намагничи-вающую силу разрабатываемой катушки и плотность тока, а так же нужно оценить тепловой режим [1, с.12]: А > А; А/мм2 < А/мм2. Тепловой режим катушки электромагнита характеризуется превышени-ем температуры обмотки над температурой среды.

Это превышение опреде-ляется по формуле [1, с.12]: , ( 15 ) где kто – обобщённый коэффициент теплоотдачи; Sохл – поверхность охлаждения катушки.

Величину коэффициента теплоотдачи можно определить по формуле [1, с.13]: , ( 16 ) где kто0 – коэффициент теплоотдачи при 0 єС, kто0 = 1.4•10-5 Вт/(мм2•єС); в – коэффициент, учитывающий увеличение теплоотдачи при на-греве катушки, в = 5•10-8 Вт/(мм2•єС); tрасч – разность температуры окружающей среды и температуры на-грева обмотки, tрасч = 75єС. Вт/(мм2•єС). Определим поверхность охлаждения катушки.

Предположим, что мате-риал каркаса имеет значительное тепловое сопротивление, существенно сни-жающее рассеяние тепла с торцевых и внутренней поверхностей катушки, то-гда [1, с.13]: , ( 17 ) мм2. Подставляя найденные величины в выражение ( 15 ) получим: єС. Так как намагничивающая сила, получившаяся в результате проверки, больше заданной, плотность тока не превышает максимального значения и допускаемый нагрев катушки не превышает фдоп = 80 єС, то расчёт проведён правильно. 5 Расчёт магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния Определение проводимости зазора Используя метод Ротерса, разбиваем весь поток выпучивания на про-стые геометрические фигуры.

Схема воздушного зазора представлена на ри-сунке 2. Расчёт проводимостей производим для четырёх положений якоря элек-тромагнита. Якорь в отпущенном положении ( д1 = д1нач ) , ( 18 ) , ( 19 ) , ( 20 ) , ( 21 ) , ( 22 ) , ( 23 ) , ( 24 ) . ( 25 ) Подставляя в формулы ( 18 ) – ( 25 ) величину д1 = д1нач, определим проводимости для отпущенного положения якоря.

Результаты вычисления приведены в таблице 2. Якорь в промежуточном положении ( д1 = д1нач ) Подставляя в формулы ( 18 ) – ( 25 ) величину д1 = д1нач, определим проводимости для отпущенного положения якоря. Результаты вычисления приведены в таблице 2. Якорь в промежуточном положении ( д1 = д1нач ) Подставляя в формулы ( 18 ) – ( 25 ) величину д1 = д1нач, определим проводимости для отпущенного положения якоря.

Результаты вычисления приведены в таблице 2. Якорь в притянутом положении ( д1 = д1кон ) Подставляя в формулы ( 18 ) – ( 25 ) величину д1 = д1кон, определим проводимости для отпущенного положения якоря. Результаты вычисления приведены в таблице 2. Таблица 2 – Магнитные проводимости для четырёх положений