Расчёт электромагнита постоянного тока
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
нтное сечение полюсного наконечника, см.
Тогда принимаем
Толщина якоря е определяется, см:
По эскизу находим длины: якоря lяк =16; ярма lяр=28
Уточним размеры зазоров в местах неразрывных деталей отдельных участков магнитопровода, т.е. нерабочих зазоров в месте сочленения полюсного наконечника и сердечника, сердечника и скобы. Принимаем воздушные зазоры:
Величина среднего зазора, для прямоходовых систем
Результаты расчёта конструктивных параметров, проектируемого электромагнита, сводим в таблицу 4.
Таблица 4 Результаты расчёта конструктивных параметров проектируемого электромагнита (тип прямоходовый)
Основные параметрыЕд. изм.ПримечанияКритическая сила кг4,5Критический зазор см0,8Определяющий размер ядра ЭМ см2,5Диаметр полюсного наконечника см3,67Высота обмотки см7Высота катушки см7,4Ширина катушки см2,15Ширина намотки см1,75Наружный диаметр катушки см6,8Внутренний диаметр катушки см2,5Боковая наружная поверхность см2149,54Боковая внутренняя поверхность см254,97Ширина скобы магнитопровода см7,6Толщина скобы см2,5Толщина якоря см1,42Сечение скобы см24,9Сечение якоря см210,815Средняя длина силовых линий якоря см16Средняя длина силовых линий ярма см28
Рабочий эскиз электромагнита с прямоходовым якорем с указанием размеров в мм в приложении.
3. Проектный расчёт основных параметров электромагнита
.1 Расчёт основных параметров электромагнита
По значению критической силы , величине зазора и принятому размеру сердечника dc определим уточненные значения индукции в зазоре для поворотного электромагнита, Вб/см2:
,
где =
Предварительно определим проводимость основного воздушного зазора, Гн:
,
где =
- фиктивный диаметр рабочего воздушного зазора с учётом полюсного наконечника и выпучивания.
Тогда проводимость основного воздушного зазора:
Определим проводимость нерабочих воздушных зазоров, Гн:
,
где величина нерабочего зазора определяется по эскизу ЭМ и состоит из немагнитной прокладки (0,03см), не плотным прилеганием за счёт неровностей обработки поверхности стали (0,005см на сочленение элементов магнитопровода) и наличия антикоррозийного покрытия (0,0015см).
Для определения общей проводимости рабочих и нерабочих зазоров прямоходового электромагнита пользуются соотношением, Гн:
Приведенная по магнитному потоку проводимость находится из соотношения:
,
где - полная высота катушки, - удельная проводимость утечки, которая для прямоходового ЭМ находится из соотношения:
,
где
Тогда
Тогда
Определим значение коэффициента рассеяния для критического положения якоря:
Определим значение индукции в стали сердечника, Вб/см2:
В соответствии с рекомендациями приложения 3 полученное значение индукции не должно превышать предела насыщения используемой стали, т.е. не должно превышать значения 2,4 Тл.
Уточним значение индукции в стали якоря, Вб/см2:
,
где -эквивалентное сечение основного зазора, которое равно
Уточним значение индукции в стали ярма, Вб/см2:
Определим магнитодвижущую силу катушки ЭМ, необходимую:
для проведения потока в рабочих зонах, :
,
где N=2- число рабочих воздушных зазоров,
для проведения потока в нерабочих зазорах, :
Необходимая МДС для проведения потока в стали вычисляется по найденным значениям индукции и и определенной по эскизу ЭМ длине участка сердечника и якоря (с учётом наличия полюсных наконечников, рис.3).
Рис.3.Кривые намагничивания магнитных материалов: 1 - сталь низкоуглеродистая марки 3 отожженная; 2 - сталь конструкционная марки 3 отожженная; 3 - сталь качественная конструкционная марки 20 отожженная.
При этом следует использовать кривые намагничивания принятого материала (сталь конструкционная электротехническая марки 3 отожженная) магнитопровода (рис. 3) для нахождения напряженности поля, соответствующей индукции в металле, :
,
где и ;
;
Общее значение МДС катушки:
.2 Определение проектных параметров катушки
Определим общее сечение меди (провода) обмотки, см2:
Диаметр провода обмотки, см:
Далее подбираем ближайший по ГОСТу (приложение 4) диаметр провода без изоляции , определяем диаметр провода с изоляцией и сечение провода :
Определяем коэффициент заполнения окна намотки для идеальной шахматной укладки проводов :
Учитывая неравномерную укладку проводов при намотке, выполненной на автомате (), необходимо найти реальный коэффициент заполнения:
Уточним проектное число витков катушки:
Определим сопротивление каждой катушки, отнесенное к 00С:
,
где - средний диаметр катушки,
/- удельное сопротивление меди при 00С, W- число витков одной катушки.
Потребляемая мощность на одну катушку, Вт:
Удельные потери в единице объёма катушки, Вт/см2:
,