Расчёт электромагнита постоянного тока
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
наличием полюсного наконечника происходит выпучивание магнитного потока в зазоре ( силовые линии поля исходят не только из горизонтальной плоскости полюсного наконечника, но и из его боковых сторон). Значение коэффициента выпучивания, учитывающего это явление для ЭМ, определяется по формуле:
,
где - некоторый текущий параметр, тогда коэффициент выпучивания:
Определяющий размер ядра электромагнитного элемента (диаметр сердечника) можно найти из зависимости:
Т.к. совместное решение громоздко, то используется графоаналитический метод:
,
Задаемся произвольными значениями и посчитанные результаты сводим в таблицу 2.
Таблица 2
Примечание11112,30,072Меньше 8,79248321,651,663Меньше 8,792,22,2510,64851,5361,5912,582 Меньше 8,792,42,5613,82479,6261,5423,865Меньше 8,792,66,7617,576118,8141,55,612Меньше 8,792,87,8421,952172,1041,4647,935Меньше 8,79396,8592451,43310,967Больше 8,79
Рис.2.График зависимости .
По расчётным данным строим зависимость и на полученной кривой, интерполируя, находим значение ?, соответствующее заданной величине ,что позволяет получить определяющий размер ядра электромагнита , см:
.3 Основные параметры ядра электромагнита
Определим основные параметры ядра электромагнита:
а) габариты ядра электромагнита:
ширина катушки
высота катушки
диаметр полюсного наконечника
б) предварительные параметры катушки:
необходимая МДС для поворотного электромагнита, :
,
где
Найдем необходимую МДС:
сечение провода обмотки (расчётное), см2:
диаметр провода (расчётный), см:
Найдем диаметр провода:
Выбираем ближайший размер провода марки ПЭЛ (приложение 4 {1}), а именно:
диаметр по меди (фактический): 0,35 мм;
диаметр по изоляции (фактический):
;
сечение по меди (фактическое): 9,62?10-4 см2.
число витков для поворотного электромагнита:
Результаты предварительного расчёта сводим в таблицу 3.
Таблица 3 Результаты предварительного расчёта проектируемого электромагнита.
Основные расчётные параметрыЕд. измеренияЗначенияКритическая сила кг4,5Критический зазор см0,8Определяющий размер ядра см2,28Индукция в зазоре Вб/см0,2295•10-40,74,01,62,8Диаметр полюсного наконечника см3,67Магнитодвижущая сила (МДС)Ав3,573?103Сечение проводамм20,0962Диаметр провода мм0,35Число витковв10590Ширина катушки см1,596Высота катушки см6,384
2. Разработка конструкции электромагнита
2.1 Разработка рабочего эскиза электромагнита
Рис.3. Рабочий эскиз электромагнита.
.2 Уточнение размеров электромагнита
Разработка конструкции электромагнита производится по данным предварительного расчёта в соответствии с требованием технологичности конструкции, надежности ее эксплуатации. В процессе эскизной проработки проекта уточняются геометрические размеры магнитопровода и катушки с учётом округления до конструктивных размеров и использования существующих сортаментов на материалы.
Исходными данными проектного расчёта являются результаты предварительного расчёта ЭМ:
критическая сила (кг) и критическиё зазор ;
-полученные в предварительном расчёте определяющий размер ЭМ ; сечение металла провода , см и МДС (катушек) , Ав;
принятые значения безразмерных коэффициентов , определяющие габариты электромагнита. Скорректированные в проектном расчёте размеры ЭМ будем снабжать индексом штрих (); , и т.д..
Учитывая имеющийся опыт проектирования электромагнитных устройств:
-уточним размеры , исходя из соображения округления полученного ранее размера до конструктивного размера или имеющегося сортамента материала увеличим на 9-10%,см:
принимаем конструктивно размеры высоты полюсного наконечника и расстояние от скобы магнитопровода до катушки (или между двумя катушками) , которое определяется удобством замены катушки, но не менее 510 мм:
уточним размеры катушки:
,
высоту катушки:
,
где - толщина изоляции шайбы, примем ,
ширину намотки:
,
ширину катушки:
,
где см, см,
- принимаем конструктивно в соответствии с выбором способа изоляции и толщиной корпуса катушки (1,52,5 мм).
определим диаметр полюсного наконечника:
,
определим наружный диаметр катушки:
,
внутренний диаметр катушки:
По полученным размерам и исполнению катушки определяем ее поверхность охлаждения с учётом возможного различия теплоотдачи на ее участках:
боковая наружная поверхность, см2:
,
боковая внутренняя поверхность, см2:
,
торцевая поверхность, см2:
,
см2
.3 Определение конструктивных параметров магнитопровода
Ширина магнитопровода (якоря) не должна значительно превышать наружный диаметр катушек:
где ,
Сечение скобы магнитопровода электромагнита во избежание насыщения не должно быть меньше сечения сердечника, см2:
Толщина скобы магнитопровода, см:
Сечение якоря магнитопровода может быть принято несколько меньше эквивалентного сечения основного зазора, см2:
где - эквивале