Расчёт электромагнита постоянного тока
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
на тему: Расчёт электромагнита постоянного тока
Содержание
Введение
. Предварительный расчёт электромагнита
.1 Выбор параметров и безразмерных коэффициентов
.2 Расчёт ядра электромагнита
.3 Основные параметры ядра электромагнита
. Разработка конструкции электромагнита
.1 Разработка рабочего эскиза
.2 Уточнение размеров электромагнита
.3 Определение конструктивных параметров магнитопровода
. Проектный расчёт основных параметров электромагнита
.1 Расчёт основных параметров электромагнита
.2 Определение проектных параметров катушки
.3 Расчёт теплового режима
.4 Определение весовых показателей электромагнита
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Целью разработки курсового проекта является практическое применение студентами теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины Электрические и электронные аппараты путем решения конкретных инженерных задач, и приобретение ими навыков в проектировании основных элементов электрических и электронных аппаратов.
Проект электромагнита электрического аппарата выполняется в объеме технического проекта с разработкой эскиза конструкции электромагнита, расчёта основных его элементов и технических показателей.
Электромагнитные устройства входят в состав значительной части коммутационных аппаратов (особенно низкого напряжения), реле, устройств дистанционного управления, тормозных и подъёмных устройств. Предлагаемая для использования в курсовом проекте методика расчёта ЭМ основывается на использовании упрощенных расчетных формул, обеспечивающих приемлемую точность за счёт применения установленных экспериментально ряда корректирующих и конструктивных коэффициентов.
Конструкция ЭМ в основном определяется требованием создания необходимой электромагнитной силы при определенных условиях нагрева и охлаждения катушки, т.е. зависит от размеров магнитопровода, наличия рабочих и нерабочих зазоров, размеров и обмоточных данных катушки. Остальные элементы конструкции в меньшей степени влияют на работу ЭМ. Поэтому целесообразно ввести некоторые характерные для принятой методики расчёта понятия:
ядро ЭМ - часть ЭМ, состоящая из втягивающей катушки, участка магнитопровода, охватываемого ею, и полюсного наконечника;
определяющий размер ядра ЭМ - диаметр сердечника ЭМ dc;
расчёт ядра ЭМ - определение размера ядра и обмоточных данных катушки.
В процессе разработки проекта необходимо выполнить следующий объём расчётов:
1) определить основные размеры электромагнита;
2) рассчитать обмоточные данные катушки;
3) разработать чертеж электромагнита;
) определить максимальную температуру по сечению катушки электромагнита;
) оценить потребляемую ЭМ мощность в рабочем режиме, вес электромагнита.
Таблица 1 Исходные данные
Номер вариантаТип электромагнитаКритический зазор ?0, смКритическая сила F0, кгНапряжение сети, В15прямоходовой0,84,5110страхование полис осаго
1. Предварительный расчёт ядра электромагнита.
1.1 Выбор параметров и безразмерных коэффициентов.
Задаемся некоторыми параметрами и безразмерными коэффициентами предварительного расчёта, при этом класс изоляции А и допустимое превышение температуры катушки относительно окружающей среды выбираем из приложения 2 {1}:
Принимаем
При температуре окружающей среды ?ос= 350С допустимая температура катушки:
В соответствии с принятыми значениями и находим коэффициент теплопередачи с наружной поверхности катушки:
Определяем удельное сопротивление нагретой катушки:
,
где - удельное сопротивление медного провода при 0 0С; - температурный коэффициент, тогда:
Коэффициент теплообмена с внутренней поверхности катушки:
,
где - коэффициент, учитывающий теплообмен между внутренней поверхностью катушки и сердечником и зависит от исполнения катушки, тогда получаем:
На основании опыта проектирования, принимаем значения безразмерных коэффициентов с учётом наличия на сердечнике полюсного наконечника по таблице 3.1 {1} рис. 1, где:
Принимаем тогда .
Принимаем предварительное заполнение окна катушки металлом провода:
,
где - сечение провода и обмотки,см2; - число витков обмотки; и - высота и ширина катушки (рис.1); f в зависимости от марки провода и способа укладки проводов. Принимаем коэффициент .
Задаемся возможным снижением напряжения в сети ; а также значением магнитного потенциала в стали и в нерабочих зазорах (снижение МДС). В рационально построенных конструкциях падение МДС в стали магнитопровода составляет 1020%, а в нерабочих воздушных зазорах 510% от величины полной МДС катушки :
,
где - МДС, приходящаяся на основной рабочий зазор.
Принимаем .
.2 Расчёт ядра электромагнита
Приближенное значение индукции в воздушном зазоре для поворотного электромагнита можно получить, используя безразмерные конструктивные коэффициенты в виде:
,
где - постоянная величина для поворотного электромагнита и:
Тогда значение индукции в воздушном зазоре:
В связи с