Расчет электромагнита постоянного тока
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?тых значений рабочего воздушного зазора .
Рисунок 4.3 - Схема замещения магнитной системы без учета сопротивления стали
Если падение магнитодвижущей силы на сопротивлении рассеяния обозначить через , то согласно схеме замещения для данной магнитной системы имеем:
, Вб(4.7)
, Вб(4.8)
Подставляя значения потоков в формулу коэффициента рассеяния, получим:
(4.9)
Рассчитанные значения коэффициентов рассеяния для принятых значений рабочих воздушных зазоров приводим в табл. 4.1:
Таблица 4.1 - Расчет коэффициента рассеяния
Коэффициент рассеяния2,8512,592,2731,8651,37
5. Расчёт кривых намагничивания магнитной системы электромагнита
Кривые намагничивания позволяют определять связь между магнитным потоком и магнитодвижущей силой катушки электромагнита. При срабатывании электромагнита изменяются рабочий воздушный зазор и его магнитная проводимость.
В общем случае расчёт кривых намагничивания является решением обратной задачи магнитной системы. Методика расчёта приводится ниже. Здесь приводим расчет для значения рабочего потока =, Вб.
Расчёт начинаем при максимальном воздушном зазоре . Задаёмся произвольным значением рабочего потока , . Примерные значения рабочего потока, которыми следует задаваться, приведены в табл. 4. Определяем магнитную индукцию, в Тл, на остальных участках , , , обтекаемых этих потоком.
, Тл,(5.1)
где Bi - магнитная индукция, Тл;i - площадь поперечного сечения участка, м2
Значения сечений участков определены в табл. 1.
, Тл
, Тл
, Тл
По кривой намагничивания материала магнитопровода (приложение 1) определяем напряжённости магнитного поля, соответствующие значениям индукций.
При значении Тл напряженность магнитного поля равна
H1 = 0,111 А/м.
При значении Тл напряженность магнитного поля равна
H2 = 0,042 А/м.
При значении Тл напряженность магнитного поля равна
H2 = 0,049 А/м
По закону полного тока определяем падение МДС на стальных участках магнитопровода , .
, А,(5.2)
где Fi падение МДС на участке, А;
Hi - напряжённость магнитного поля участка, А/мi - длина участка, м; значения длин участков определены в табл. 1
А
А
А
По закону Ома определяем падение МДС на воздушных участках рабочего зазора Rв и паразитного зазора Rп, обтекаемых потоком Фв.
, А(5.3)
, А(5.4)
А
А
Зная коэффициенты рассеяния, вычисленные в п. 4.7 (табл. 4.1), определяем полный поток магнитной системы
, Вб(5.5)
Вб
Определяем индукции на стальных участках R4, R5, обтекаемых полным потоком Ф
, Тл(5.6)
Значения сечений определены в табл. 1.
Тл
Тл
По кривой намагничивания материала магнитной системы (приложение 1) определяем напряжённости магнитного поля Hi, соответствующие вычисленным значениям индукций Bi для участков и
При значении Тл напряженность магнитного поля равно
H4 = 0,071 А/м.
При значении Тл напряженность магнитного поля равно
H5 = 0,384 А/м.
По закону полного тока определяем падение МДС на стальных участках и .
, А(5.7)
Значения длин участков и определены в табл. 1.
А
А
По закону Ома определяем падение МДС на воздушном участке , обтекаемом потоком Ф.
, А(5.8)
А
Суммируя все падения МДС по замкнутому контуру согласно второму закону Кирхгофа, получим МДС катушки Fмк, необходимую для создания принятого в начале расчёта потока Фв в рабочем воздушном зазоре:
(5.9)
А
Задаёмся новым значением потока Фв и повторяем все вычисления. Для построения кривой намагничивания вполне достаточно иметь три-четыре точки. При этом необходимо помнить, что добавочной точкой при построении является начало координат, через которое кривая намагничивания обязательно должна проходить.
После расчета при трёх различных значениях потока переходим к расчету кривой намагничивания магнитной системы при другой величине рабочего зазора в такой же последовательности, как указано в п.п. 5.2 … 5.12.
Результаты расчётов сводим в таблицу 5.1, чтобы можно было наглядно и быстро проанализировать магнитное состояние магнитопровода.
Расчёты считаются законченными, если они выполнены при всех рекомендованных значениях воздушного зазора:; 0,75; 0,5; 0,25; 0,05
На основании полученных результатов, приведённых в табл. 5.1, строим семейство кривых намагничивания заданной системы (рис. 5.1).
Рисунок 5.1 - Вид семейства кривых намагничивания
6. Расчёт тяговой характеристики электромагнита
Пользуясь кривыми намагничивания магнитной системы, по заданной магнитной МДС катушки определим потоки рабочего воздушного зазора Фв при каждом значении . Зная величины действительных рабочих потоков, определим падение МДС в рабочем воздушном зазоре:
, А(6.1)
, А
Пользуясь величинами первой производной проводимости рабочего воздушного зазора из табл. 2, рассчитаем усилие притяжения электромагнита (в Н) по энергетической формуле из 3
(6.2)
Повторим вычисления для значений воздушного зазора, равных ; 0,75; 0,5; 0,25; 0,05 и сведем их в табл. 6.1.
Таблица 6.1 - Результаты вычислений усилия притяжения электромагнита
Расчетные параметры, м, м, м, м, м, Вб1,28•10-41,32•10-41,44•10-41,76•10-43,32•10-4, А3,278•1032,981•1032,681•1032,313•1031,967•103, Н3,1414,27626,783114,6544120,7279
По полученным данным строим тяговую