Виконання розрахунку електромагніта клапанного типу
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Курсова робота
Виконання розрахунку електромагніта клапанного типу
Введення
Електромагнітним механізмом називають електромагнітні системи, у яких при зміні магнітного потоку відбувається переміщення рухливої частини системи. Електромагнітні механізми по способі переміщення якоря підрозділяють на електромагніти клапанного й соленоїдного типу, а також і із що поперечно рухається (обертовим) якорем.
У даному курсовому проекті потрібно зробити розрахунок електромагнітного механізму клапанного типу, що знаходить широке застосування в електромагнітних реле постійного і змінного току.
Метою проекту є визначення параметрів котушки електромагніта при живленні її постійним струмом, тягових і магнітних характеристик, часу спрацьовування електромагнітного механізму.
Дані для розрахунку
Схема електромагнітного механізму представлена на малюнку 1. Дані для розрахунку наведені в таблиці 1.
Малюнок 1 - Схема електромагнітного механізму
Таблиця 1 - Вихідні дані
alcm?H?вн?T?1нач?1кін?2I?UммАВ321307041.22270.30.4900110
Розрахунок котушки на задану МДС
Геометричні розміри обмотки й створювана нею сила, що намагнічує, звязані співвідношенням [1, с.9]:
, ( 1)
де Q0 = l0h0 величина обмотувального вікна, мм2;
f0 коефіцієнт заповнення обмотки по міді;
j щільність струму в обмотці, А/мм2.
При заданій силі, що намагнічує, можна визначити величину обмотувального вікна:
. ( 2)
У процесі експлуатації обмотки можливе підвищення рівня живлячої напруги, що приводить до збільшення струму й створенню більше важкого теплового режиму обмотки. Отже, розрахункове значення обмотувального вікна необхідно збільшити шляхом уведення коефіцієнта запасу kз = 1.1...…12[1.2, с.10], тоді:
. ( 3)
Приймемо kз = 1.2. Щільність струму в обмотці електромагніта, призначеного для тривалого режиму роботи, перебуває в діапазоні 2...4…4 [1, с.10]. Приймемо j = 4. Значення коефіцієнта заповнення f0 для рядового укладання проведення повинне перебуває в межах 0.5...…06[1,с.10]. Приймемо f0 = 0.5.
Підставляючи у вираження ( 3) вихідні дані й прийняті чисельні значення коефіцієнтів, визначимо необхідну величину обмотувального вікна:
.
Геометричні розміри обмотки визначаються на основі ряду рекомендацій. По конструктивних міркуваннях для найбільш ефективного використання стали сердечника, приймемо співвідношення:
.
Визначимо довжину й висоту вікна обмотки:
мм; ( 4)
мм. ( 5)
Розрахунковий перетин необхідного обмотувального проведення визначається по формулі [1, с.10]:
, ( 6)
де lср середня довжина витка;
Iw - сила, що намагнічує, котушки;
U - живляча напруга котушки;
? - питомий опір проведення.
Питомий опір проведення визначиться як:
, ( 7)
де ?0 питомий опір при t = 0 З, ?0 = 1.6210-5 Оммм;
? температурний коефіцієнт опору міді, ? = 4,310-3 C-1;
t - припустима температура нагрівання проведення, t = 75 ?С.
Оммм.
Визначимо середню довжину витка проведення в обмотці [1, с.11]:
, ( 8)
мм.
Знайдені величини підставляємо у формулу ( 6 ):
мм2.
Визначимо розрахунковий діаметр необхідного проведення [1, с.11]:
мм, ( 9)
Далі по таблиці [1, с.18], використовуючи значення розрахункового діаметра проведення, підбираємо стандартне проведення марки ПЕВ-1 з наступними параметрами:
мм; мм; .
Визначимо перетин прийнятого проведення без обліку ізоляції [1, с.11]:
мм2. ( 10)
Визначимо перетин прийнятого проведення з урахуванням ізоляції [1, с.11]:
мм2. ( 11)
Розрахункове число витків обмотки при даному обмотувальному вікні й прийнятому проведенні дорівнює [1, с.12]:
. ( 12)
Округляючи отримане число витків до сотень у більшу сторону, приймаємо: .
По знайденому числу витків визначимо опір обмотки [1, с.12]:
Ом. ( 13)
Знайдемо значення розрахункового струму котушки [1, с.12]:
А. ( 14)
Для перевірки правильності виконаного розрахунку знайдемо силу, що намагнічує, розроблювальної котушки й щільність струму, а так само потрібно оцінити тепловий режим [1, с.12]:
А > А;
А/мм2 < А/мм2.
Тепловий режим котушки електромагніта характеризується перевищенням температури обмотки над температурою середовища. Це перевищення визначається по формулі [1, с.12]:
, ( 15)
де kто узагальнений коефіцієнт тепловіддачі;
Sохл поверхня охолодження котушки.
Величину коефіцієнта тепловіддачі можна визначити по формулі [1, с.13]:
, ( 16)
де kто0 коефіцієнт тепловіддачі при 0 З, kто0 = 1.410-5 Вт/(мм2С);
? коефіцієнт, що враховує збільшення тепловіддачі при нагріванні котушки, ? = 510-8 Вт/(мм2С);
tрозр. різниця температури навколишнього середовища й температури нагрівання обмотки, tрозр. = 75С.
Вт/(мм2С).
Визначимо поверхню охолодження котушки. Припустимо, що матеріал каркаса має значний тепловий опір, що істотно знижує розсіювання тепла з торцевих і внутрішніх поверхонь котушки, тоді [1, с.13]:
, ( 17)
мм2.