Расчет бесконтактного магнитного реле
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
змеры торов после намотки каждой из обмоток:
(20)
Здесь индексом -1 снабжены параметры, которые имело БМР до наложения очередной i ? обмотки. На подготовленный сердечник наносят рабочую обмотку, на неё ? обмотку управления, затем обмотку обратной связи. Отсюда рабочей обмотке d-1 соответствует dk, а обмотке управления -dр и т.п., dи ? 0,2 мм ? толщина изоляции катушек.
мм;
мм;
мм;
;
;
;
мм;
мм;
мм;
мм;
мм;
мм.
После наложения всех i ? обмоток подсчитывается свободный внутренний диаметр d0 ,максимальный наружный диаметр D0 и расчётная по эквивалентному сечению высота b0 тора с обмоткой :о.с =Do=75,74мм; dо.с= do= 17,59мм; bо.с=bo=32,08мм.
После размещения всех i ? обмоток подсчитывается поверхность охлаждения БМР при совмещении дросселей по торцам:
(21)
мм2.
После выбора диаметра проводов обмоток и их размещения на магнитопроводе подсчитываются сопротивления обмоток RWр, RWу, RWо.с:
(22)
Ом;
Ом;
Ом.
Необходимо убедится, что RWу0,5Rу, где Rу - полное сопротивление цепи управления,
Ом;
,13 Ом 0,520=10 Ом. Условие выполняется.
Расчёт перегрева обмоток БМР.
По известным сопротивлениям обмоток и токам, протекающим по ним, можно найти суммарные потери мощности PW в обмотках одного дросселя:
(23)
Вт.
Превышение температуры:
(24)
оС.
Необходимо выполнение следующего условия:
,6оС 50оС, условие выполняется.
Расчёт и построение характеристики управления БМР
Перед тем, как приступить к построению характеристики управления, необходимо уточнить номинальные параметры нагрузки.
Для уточнения КПД пригодна формула:
(25)
Уточнённое среднее значение номинального напряжения UHN:
В.
Уточнённое значение сопротивление нагрузки:
Ом.
Уточнённое среднее значение номинального тока IHN:
А.
Действующие значения напряжения и тока:
В;
А.
Так как уточнённое значение Iнд = 4,02A меньше первоначального 4,03А, условие ?пер ? ?доп будет выполнено.
Рассчитывается и строится характеристика управления БМР без учета действия цепей обратной связи. Для построения характеристики управления Uн= Uн(Iу) используют динамическую кривую размагничивания ?В = ?В(Ну), а так же уравнения напряжения на нагрузке и тока управления:
(26)
(27)
Hу.
Уравнение (26) справедливо до значения:н = Uно = (28)н= В.
Достигнув Uно при Hу= Hум, напряжение на нагрузке при дальнейшем уменьшении Hу начинает несколько возрастать, изменяясь по следующему закону:
(29)
Затем учитывается влияние обратного тока вентилей рабочей цепи и внешней обратной связи, для чего необходимо найти коэффициент пропорциональности kпв, связывающий ток отрицательной обратной связи вентилей с напряжением на нагрузке:
(30)
.
Ток Iу.ос управления с учётом знака обратной связи, соответствующий любому текущему значению напряжения Uн, может быть найден по формуле:
у.ос = Iу - knjUн, (31)
где knj - коэффициент пропорциональности, связывающий ток j - обратной связи с напряжением на нагрузке;у - ток управления, соответствующий напряжению Uн при отсутствии действия рассматриваемой обратной связи.
Для внешней положительной обратной связи коэффициент равен:
(32)
.
В формулу (31) коэффициент пропорциональности knj = kn oc и ток управления Iу подставляют со своими знаками. Последовательно применяя формулу (31), можно учесть действие всех обратных связей.
Таблица 2 - Расчётные данные для построения характеристики управления БМР
-Ну, А/м01,622,32,52,652,8433,23,57?В, Тл0,20,30,40,50,60,70,80,911,0971,3Uн, В88,3778,5368,6958,844939,1629,3219,489,640,0610,0924-IУ, мА017,3921,742527,1828,8130,8732,6134,7838,0576,09-IУ ООС, мА-0,6316,8421,2524,5826,8328,5330,6632,4734,7238,0476,09-IУ ПОС, мА241,2231,8209,2185,6161135,7110,985,7961,138,2176,34
На рисунке 5 изображена характеристика управления БМР: 1 - кривая зависимости тока управления от напряжения на нагрузке без учёта обратных связей, 2 - кривая зависимости тока управления от напряжения на нагрузке с учётом отрицательной обратной связи, 3 - кривая тока управления реле (линия зависимости тока управления от напряжения на нагрузке с учётом положительной обратной связи, релейная характеристика), 4 - луч обратной связи без учёта действия тока управления при установленном токе переключения, 5 - луч обратной связи без учёта действия тока управления при заданном токе переключения.
магнитное реле диод обмотка
Регулировать глубину обратной связи и, соответственно, ширину релейной петли можно числом витков Wос или шунтировкой обмотки Wос резистором Rшос. Уменьшить ток переключения с Iу=203мА до заданного 50мА уменьшением числа витков обмотки обратной связи невозможно, так как Wос = 1виток. Остаётся рассчитать сопротивление Rшос, параллельное обмотке обратной связи. Расчёт шунтирующего сопротивления производят исходя из построения луча обратной связи (линия 5, рисунок 5). Угол , тогда tg=. Коэффициент пропорциональности: . Коэффициент внешней обратной связи:
(33)
Шунт рассчитывается по формуле:
(34)
Ом
Реально полученное сопротивление не существует, следовательно, уменьшить ширину релейной петли невозможно. В данной курсовой работе при расчёте БМР было установлено, что нельзя выполнить аппарат с исходными данными.