Расчет электромагнита постоянного тока
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
поток в воздушном зазоре располагается неравномерно. Весь поток в этом случае делят на три зоны (рис. 3.1): 1 - основной поток; 2 - краевой поток, возникающий из-за выпучивания основного потока; 3 - краевой поток, выходящий из ребра полюсного сердечника.
Рисунок 3.1 - К расчёту проводимости рабочего воздушного зазора
Проводимость зоны 1 вычисляем по формуле из 2
, Гн(3.1)
где Гн/м - абсолютная проницаемость вакуума,
, м(3.2)
м - вычисляем, исходя из заданных размеров электромагнита.
, Гн
Проводимость зоны 2 не зависит от величины рабочего воздушного зазора и является величиной постоянной. Она в соответствие с 2 вычисляется по формуле
, Гн(3.3)
, Гн
Проводимость зоны 3 вычисляем по формуле из 3. При > 3h, где:= 5 мм - высота полюсного наконечника, применяется следующая формула:
, Гн(3.4)
где - радиус полюсного наконечника, который берётся равным
, мм(3.5)
, мм
, Гн
Полная проводимость рабочего воздушного зазора равна
, Гн(3.6)
, Гн
Сопротивление рабочего воздушного зазора
, 1 / Гн(3.7)
, 1 / Гн
Вычисляем первую производную полной проводимости рабочего воздушного зазора
(3.8)
Её значение будет использовано в дальнейшем при вычислениях усилия притяжения электромагнита в рабочем зазоре.
Приняв расчётные значения рабочего воздушного зазора равными:
; 0,75; 0,5; 0,25; 0,05, вычислим для этих величин проводимость, сопротивление и первую производную . Результаты вычислений сведём в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 - Расчёт проводимости, сопротивления и первой производной воздушного зазора
Расчетные параметры, м, м, м, м, м, Гн3,904?10-84,429?10-85,372?10-87,61?10-81,688?10-7, 1 / Гн2,561?1072,258?1071,862?1071,314?1075,925?106, Гн-5,846?10-7-9,627?10-7-1,887?10-6-5,48?10-6-6,24?10-5
Паразитный зазор
Величина паразитного зазора переменная и зависит от величины рабочего воздушного зазора . Для вычисления проводимости паразитного зазора воспользуемся рис. 3.2. Из подобия треугольников имеем:
Рисунок 3.2 - К расчету проводимости паразитного зазора
, откуда, м (3.9)
Проводимость паразитного зазора вычислим по формуле из 2:
, Гн(3.10)
, Гн
откуда
, 1 / Гн(3.11)
, 1 / Гн
Величина паразитного зазора очень мала, поэтому краевые потоки не учитываются.
В соответствии с принятыми значениями рабочего воздушного зазора рассчитаем значения величины паразитного зазора , его проводимости и сопротивления. Результаты расчётов оформим в виде таблицы 3.2.
Таблица 3.2 - Расчёт проводимости, сопротивления и паразитного зазора
Расчетные параметры, м, м, м, м, м, м4,582?10-33,436?10-32,291?10-31,145?10-32,291?10-4, Гн1,866?10-72,488?10-73,732?10-77,464?10-73,732?10-6, 1 / Гн5,359?1064,019?1062,679?1061,34?1062,679?105
Зазор неплотности между сердечником и ярмом
Величина зазора неплотности мала и постоянна. Она принимается равной = 0,1 мм. Вследствие малости зазора краевые потоки не учитываются. В соответствие с рекомендациями 2 проводимость неплотности вычисляем по формуле:
, Гн(3.12)
, Гн
Сопротивление зазора неплотности будет равно
, 1 / Гн(3.13)
, 1 / Гн
4. Расчёт проводимости потока рассеяния
Составляем эскиз для расчёта потока рассеяния (рис. 4.1)
Рисунок 4.1 - К расчету удельной проводимости потока рассеяния
Расчётная формула удельной проводимости потока рассеяния зависит от соотношения размеров b и h. Для заданных значений исходных величин расчёт удельной проводимости потока рассеяния проводится по формуле
, Гн/м(4.1)
где ;
, Гн/м
(4.2)
Полная магнитная проводимость и сопротивление потока рассеяния:
, Гн,(4.3)
где H - длина зоны рассеяния, равная высоте катушки.
, Гн
Законы распределения потоков рассеяния ФУ по длине сердечника имеют различный вид. Для магнитной системы с Fмк = const (при постоянном токе), поток рассеяния распределяется по закону треугольника, а для магнитной системы с Fмк = var (при переменном токе), закон распределения выражается вогнутой кривой (рис. 4.2).
Рисунок 4.2 - Распределение потоков рассеяния по длине сердечника
При расчётах принимают допущение, что поток рассеяния является сосредоточенным в середине зоны рассеяния и создаётся полной магнитодвижущей силой катушки Fмк. Для того чтобы получить действительную величину потока рассеяния, проводимость рассеяния берётся не полной, а приведённой. Приведённая проводимость для магнитной системы с Fмк = const согласно 2 равна:
, Гн(4.4)
, Гн
Приведенное сопротивление рассеяния
, 1 / Гн(4.5)
, 1 / Гн
Обычно при расчётах магнитной системы за основной поток принимается поток в рабочем воздушном зазоре, а все остальные потоки выражаются в долях от него. Отношение максимального потока магнитной системы к потоку в рабочем воздушном зазоре (к рабочему потоку) называется коэффициентом рассеяния магнитной системы:
(4.6)
Так как величина максимального потока , то
Наиболее удобно рассчитывать коэффициент рассеяния по проводимостям или сопротивлениям участков магнитной системы. Обычно сопротивлением стали пренебрегают ввиду его малости по сравнению с сопротивлениями воздушных зазоров. Составив схему замещения без учёта сопротивления стали, (рис. 4.3) определим коэффициенты рассеяния для прин?/p>