Расчет бесконтактного магнитного реле
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
инамическая кривая размагничивания материала 79НМ, имеющего толщину 0,05 мм, соответствующий частоте питания f=800 Гц
Точки M и N соответствуют границам линейного участка ДКР. По минимальному режиму (точка М) определяют максимальное изменение ?ВМ индукции и соответствующую напряжённость HYM, по номинальному режиму (точка N) ? значения ?ВN и HYN.
Амплитудное значение магнитной индукции:
(3)
.
Коэффициент, учитывающий неполное насыщение сердечника в номинальном режиме:
(4)
.
Принимая в первом приближении: aр = 0,9; lр = 1; kМР = 0,4; kт(1) = 10 Вт/(м2оС); h(1) =0,85 и учитывая, что для синусоиды kФР =?/2, по формуле (1) определяется Г1:
.
По найденному значению Г1(1) уточняются [таблица П1.1(5)]: kT(2)=11,35Вт/(м2оС) и ?(2)=0,955. И делается второе приближение в определении:
(5)
.
Так как ?=0,955>0,7 , то по уточненному значению Г1(2) выбирается типовой магнитопровод [таблица П1.1(5)], то есть выбирают его внешний D и внутренний d диаметры и ширину b ленты, из которой изготовлен магнитопровод.
Таблица 1 - Основные данные БМР на тороидальном магнитопроводе
ОЛ d/D-b, 10-3 м2S, 10-4 м2lc, 10-2 мlм, 10-2 мГ1, 10-7 м3,5KT, Вт/(м20C)КПД при f=800Гц40/64-151,9216,38,4825,011,50,953
. Расчёт номинальных параметров нагрузки
Среднее значение номинального напряжения на нагрузке:
= ? ? E,(6)
или, принимая равными коэффициенты формы номинального напряжения на нагрузке и напряжения питания:
UHN= ? ? EД ,(7)
где Е и ЕД - среднее и действующее значения ЭДС питания, В.= 0,9530,818127=89,13 В.
Среднее значение номинального тока на нагрузке:
(8)
Сопротивление нагрузки:
(9)
. Выбор диодов В1 ч В4 в рабочей цепи
Диоды В1ч В4 в рабочей цепи выбирают из справочника [2] по наибольшему значению среднего рабочего тока Iв.ср и максимальному обратному напряжению Uв.обр. на диодах:
в.ср.= 0,5IHN= 0,53,65=1,82 A;в.обр.m.= EД=127=180 B.
Принимаются диоды КД213А: Iпр.ср.max=10 A, Uоб.max.=200 В, Uпр.ср.=1 В, Iобр.=0,2 мA. По ВАХ выбранных диодов (рисунок 3) находят их сопротивления в проводящем (RВ) и обратном (RВО) направлениях, а также зная величину тока IВ, определяется полное падение напряжения UВ.
а) б)
Рисунок 3. ВАХ диода КД213А: а) зависимость прямого тока от напряжения, б) зависимость обратного тока от напряжения.
По ВАХ диода определяется: UВ=0,63 В при IВ=1,82 А. Тогда:
.
Исходя из реального обратного напряжения UВО=180 В на вентилях (при UН=UHN), по ВАХ обратный ток вентиля равен IВО=40 мкА, тогда:
.
Известно, что обратный ток IВО вентилей В1 и В2 оказывает влияние на наклон характеристики управления, коэффициент усиления и ширину релейной петли, а обратный ток вентилей В3 и В4 не оказывает такого влияния.
Для уменьшения влияния обратного тока вентилей на характеристику управления желательно, чтобы соблюдалось условие:
(10)
где IВ. ОБР. m - максимальное среднее за управляющий полупериод значение обратного тока вентиля при UВ. ОБР. m, А;
Условие выполняется, так как =0,55<<=1,5.
. Определение числа витков и диаметра проводов обмоток
Число витков рабочей обмотки:
,(11)
где Sc - активное сечение стали, м2:
Sc=kcS=0,751,9210-4=1,4410-4 м2.
витка.
Число витков обмотки обратной связи при жесткой положительной обратной связи по току:
,(12)
где n-коэффициент запаса, обычно принимаемый в пределах от 3 до 5;
эквивалентная магнитная проницаемость, характеризующая наклон ДКР.
виток.
Число витков обмотки управления:
(13)
витков.
Выбираются диаметры проводов обмоток. Сечение q проводов обмоток определяется по максимально возможному току в них и допустимой плотности тока ?доп. для меди:
(14)
.
Диаметры проводов выбираются, исходя из найденного сечения (таблица П1.5 [5]).
Рабочая обмотка:
(15)
.
Принимается провод марки ПЭВТЛ-2: d=1,04мм; q=0,8495мм2; dи=1,15мм.
Обмотка обратной связи:
(16)
где наибольший ток, протекающий по обмотке обратной связи,
.
мм2.
Принимается провод марки ПЭВТЛ-2: d=1,25мм; q=1,227мм2; dи=1,36мм.
Обмотка управления:
(17)
где Iу.д. - наибольшее действующее значение тока, протекающего по обмотке управления:
(18)
A.
мм2.
Принимается провод марки ПЭВТЛ-2: d=0,62мм; q=0,30191мм2; dи=0,69мм.
Проверка размещения обмоток в окне магнитопровода, определение сопротивления и нагрева обмоток
Проверяется размещение обмоток на сердечнике (рисунок 4).
Рисунок 4. Эскиз размещения обмоток БМР
Задаваясь толщиной каркаса ?к=1мм, определяется внутренний dк и наружный Dк диаметры и его высоту bк:к= d-2?к=40-21=38 мм,к=D+2 ?к=64+21=66 мм,к= b+2?к=15+21=17 мм.
По сечению, диаметру провода и числу витков обмоток рассчитывается обмоточное пространство, занятое каждой из них:кi=1,7qiWi(),(19)
где qi - сечение провода i-ой обмотки, мм2;и , dм ? соответственно диаметры проводов с изоляцией и без неё.
к р=1,70,8495452 мм2 ;к о.с=1,71,2272 1 мм2 ;к у=1,70,3019115 мм2 .
Выбирается изоляция для катушки: лакоткань марки ЛШ-1 толщиной 0,1 мм, при выполнении изоляции в полнахлеста ?и.в = ?иi= ?и.н= 0,2 мм. Далее определяются ра