Geum.ru

Исходные материалы

Вид материалаРеферат
Подобный материал:

Содержание.


1.исходные материалы------------------------------------------------------------------------------------------------2

2Введение----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2

3.основная часть--------------------------------------------------------------------------------------------------------2

4.заключение------------------------------------------------------------------------------------------------------------6

5.приложение------------------------------------------------------------------------------------------------------------7


Исходные материалы.



№варианта
Размеры магнитопровода (м)
B
Числа витков обмоток
материал

а1
а2
А3
b
c
d
H



w1
w2
w3
СиА
Ш

5
40* 10-2
12* 10-2
26* 10-2
120*10-2
60* 10-2
140* 10-2
60* 10-2
0.22
1.15
600
200
85
Г
Х


l1=d-a1=140*10-2-40*10-2=1м.

l2=2(c-a2/2)+(d-a2)=2(60* 10-2-40*10-2)+( 140*10-2-12* 10-2)=168*10-2 м.

l3=2(b-a1/2)+(d- a2)+a3=2(120*10-2-40*10-2/2)+( 140*10-2-12* 10-2)+ 26* 10-

-2=354*10-2 м.

l4=2 = 2*0,022*10-2=4*105 м.


SX=ax*h

S1= a1h=40* 10-2*60* 10-2=2400*10-4 м2.

S2= a2*h=12* 10-2*60* 10-2=720*10-4 м2.

S3= S4= a3*h=26* 10-2*60* 10-2=1560*10-4 м2.


Электрическая схема, являющейся аналогией рассматриваемой магнитной цепи, имеет вид:





3 и 4-соединены последовательно

1 и Е- соединены последовательно

1 и 2- соединены параллельно


2. Определение тока намагничивающей обмотки, необходимо для создания в воздушном зазоре заданной магнитной индукции В , представляет собой обратную задачу расчета разветвленной ферромагнитной цепи.

По условию В = 1.15 Тл. Обозначим В =В = 1.15 Тл. Найдем по заданной индукции напряженность магнитного поля в воздушном зазоре:


H4=B4/ =1.15/12.56*10-7=91.56*104 A/м.


Магнитное напряжение на четвертом участке:


Um0=H4l4=91.56*104*4*105=366B.


Так как магнитная индукция на участках одинакова, то В =В = 1.15 Тл. Это видно из характеристики намагничивания электротехнической стали 3413.

Магнитная напряженность на третьем участке:

Н3=550 A/м

Магнитное напряжение на третьем участке:


Um3= H3l3=550*354*10-2=1947 B.


Так как 3 и 4 соединены последовательно, то магнитное напряжение на них будет равно:


Um04= Um0+ Um4=366+1947=2313 B.


Магнитный поток Ф3 является общим для участков 3 и 4:


Ф3= B3*S3=1.15*1560*10-4=1794*10-4 Вб.


Магнитное напряжение на участке 2 равно магнитному напряжению на участке 3,4 так как они соединены параллельно:


Um2= Um04=2313 B.


Из этого следует, что напряженность магнитного потока на втором участке равна:


H2= Um3/ l3=1947/354*10-2=550 А/м

Из характеристики намагничивания электротехнической стали, найду значение магнитной индукции на втором участке:

B2=186 Тл.


Магнитный поток в шунте:


Ф2= B2*S2=186*720*10-4=1339,2 Вб.


Согласно первому закону магнитной цепи, магнитный поток первого участка равен:


Ф1= Ф3+ Ф2=1339,2+1794=3133,2 Вб.

Магнитная индукция первого участка равна:


B1= Ф1/ S1=3133,2/2400*10-4=13055 Тл.

Из характеристики намагничивания электротехнической стали 1511 видно, что:

H1=1,3*103 B


Магнитное напряжение на первом участке:


Um1= H1*l1=1,3*103*1=1300B.


Из-за особенностей предоставленного задания получается, что 1-ый участок и участок, включающий в себя 2,3,4, соединены последовательно. Из этого следует, что эквивалентное магнитное напряжение по всей цепи равно:


Umэ= Um1+ Um34=1300+2313=3613 В.


По второму закону магнитной цепи:


F= Umэ=3613 В.


Следовательно, искомый ток будет равен:


I=F/w1=3613/600=6.021 А.


Относительные магнитные проницаемости материалов всех участков магнитной цепи:

X1= B1/ X H1=13055/12.56*10-7*1,3*103=797.008*104

X2= B2/ X H2=186/12.56*10-7*550=269.2

X3= B3/ X H3=186/12.56*10-7*550=296.2

X4= B4/ X H4=1.15/12.56*10-7*91.56*104=1
Фx, Вб
Umч, В
Bч,Тл
Hч,А
Xч

1
3133,2
3613
13055
1,3*103
797.008*104

2
1339,2
1300
186
550
269.2

3
1794*10-4
2313
1.15
550
269.2

4
1794*10-4
2313
1.15
91.56*104
1

Таблица 2.


3. Расчет тока намагничивающей обмотки при условии, что якорь плотно прижат к сердечнику.

Так как сила притяжения якоря к сердечнику будет та же, то для расчетов будут следующие значения магнитного потока в третьем участке:


Ф3=1794*10-4 Вб.


Все параметры третьего участка остались неизменными.

Участки 2 и 3 соединены параллельно, поэтому падение магнитного напряжения равно:

Um3=2313 В.


Отсюда:


H3= Um3/Y3=2313/9,2*102=2.51 A/м


Из характеристики намагничивания следует:

B2=1300 Тл.


Отсюда:

Ф2= B2/S2=1300/720*10-4=1806 Вб.


Магнитный поток первого участка равен:

Ф1= Ф3+ Ф2=1794*10-4+1806=1805,08 Вб.


Магнитная индукция первого участка равна:

B1= Ф1/S1=3133,2/2400*10-4=1305,5 Тл.


Далее из характеристики намагничивания электротехнической стали 1511, вычисляю:

H3=900 А/м.


В силу последовательного соединения участков 2,3 и участка 1, эквивалентное магнитное напряжение всей цепи равно:

c= H1*S2=900*720*10-4=64,8 В.


По второму закону магнитной цепи, МДС намагничивающей обмотки равна эквивалентному магнитному напряжению этой цепи:

F=Umэ= 64,8


Найду ток:

I=F/w1=64.8/600=0.108 А.


4. Расчет силы притяжения якоря при заданном воздушном зазоре и найденном в п.2 намагничивающем токе.

Получим магнитные проницаемости материалов всех участков постоянными и равными наименьшей, из трех значений, относительной магнитной проницаемостью:

х=269,2(наименьшее значение)

2=12,56*10-7*269.2=3.381*10-4


Прямая задача расчета разветвленной магнитной цепи.

Найдем магнитные сопротивления Rмк отдельных участков цепи:

Rмк=lk/ Sk

Rм1=l1/ S1=1/3.381*10-4*2400*10-4= 124*102 A/Вб.

Rм2=l2/ S2=168*10-2/3.381*10-4*720*10-4=730.43*10*2 A/Вб.

Rм3=l3/ S3=354*10-2/3.381*10-4*1560*10-4=680.77*102 A/Вб.

Rм4=l4/ S4=4*105/3.381*10-4*1560*10-4=7.69*102 A/Вб.


Принимая во внимание условие задачи, получаем:


Rм34= Rм3+ Rм4=680.77*102+7.69*102=687.69*102 A/Вб.

Rm234= Rм2+ Rм34/ Rм2* Rм34=730.43*10*2+687.69*102/687.69*102*730.43*10*2=28.23*10-6 A/Вб.

МДС намагничивающей обмотки:

F=w1*I=600*0.108=64.8 A.


Магнитный поток в первом участке:

Ф1=F/ Rм3=64.8/680.77*102=0.095*10-2 Вб.


Магнитное напряжение на участках 2, 3, 4:

Um234= Ф1* Rm234=0.095*10-2*28.23*10-6=2.68*10-8 В.


Магнитный поток третьего участка:

Ф3= Ф4= Um234/ Rм34=2.68*10-8/687.69*102=3.89*10-11 Вб.


Магнитная индукция в воздушном зазоре:

В4= Ф4/ S4=3.89*10-11/1560*10-4=6068,4*10-7


Абсолютное значение силы притяжения якоря к сердечнику:

{F}=1/2* В42* S4/ 4=1/2*(6068,4*10-7)2*1560*10-4/1=28.72*108 Вб.


Индуктивность L намагничивающей обмотки:

L1= 1/I1

Где 1:

1= Ф1*w1.


Отсюда:

L1= Ф1*w1/I1=0.095*10-2*600/6.021=0,899*10-2 Гн.


5. Определение зависимости силы притяжения якоря от тока в намагничивающей обмотке в условиях первоначально поставленной задачи (реальные ферромагнитные материалы магнитопровода ), решается графическим методом, тем самым решая прямую задачу расчета разветвленной нелинейной (ферромагнитной) цепи.

Суть этого метода заключается в построении магнитных характеристик отдельных участков цепи, то есть зависимостей магнитных потоков Ф участков от их магнитных напряжений U .

На основе этой характеристики, принимая во внимание магнитной цепи, графически получают её эквивалентную магнитную характеристику, представляющую собой, применительно к нашей работе, зависимость магнитного потока Ф1 намагничивающей обмотки от её МДС. F= I.


Заключение.

Выполнение данной курсовой работы укрепило мои практические знания и практические навыки расчета разветвленных магнитных цепей, выполненных из разных магнитных материалов.

В данной работе необходимо решить несколько задач расчета разветвленных магнитных цепей.

В первой задаче требовалось найти ток необходимый для создания в воздушном зазоре магнитной индукции. Я получил ответ:

I1=6.021 А.

Во второй задаче так же необходимо было найти ток намагничивающей обмотки, при условии силы притяжения якоря и отсутствия воздушного зазора. Ток равен:

I=0.108 А.

В третьей задаче требовалось найти силу притяжения якоря к сердечнику. Сила притяжения равна:

f=3613 В

В последней задаче необходимо определить зависимости силы притяжения якоря и индуктивности намагничивающей обмотки L от тока I в ней. Эти зависимости представлены в табличной и графической формах в приложении.


Приложение.



Um1.А
140
280
420
560
700

Н1.А/м
1750
3500
5250
7000
8750

В1.Тл.
1.45
1.56
1.62
1.66
1.68

Ф1.Вб.
2.18*10-3
2.34*10-3
2.43*10-3
2.49*10-3
2.52*10-3

Таблица 3.



Um2.А
140
280
420
560
700

Н2.А/м
635
1273
1909
2545
3182

В2.Тл.
1.65
1.76
1.83
1.86
1.88

Ф2.Вб.
0.83*10-3
0.89*10-3
0.92*10-3
0.93*10-3
0.94*10-3

Таблица 4.



Um3.А
140
280
420
560
700

Н3.А/м
560
1120
1620
2240
2800

В3.Тл.
1.15
1.36
1.43
1.48
1.52

Ф3.Вб.
1.15*10-3
1.36*10-3
1.43*10-3
1.48*10-3
1.52*10-3

Таблица 5.






F1.A.
70
210
350
490
630
700

I1 A.
0.23
0.70
1.17
1.63
2.10
2.33

Ф1 Вб.
0.79*10-3
1.36*10-3
1.70*10-3
1.91*10-3
2.05*10-3
2.14*10-3

Ф4 Вб.
0.16*10-3
0.47*10-3
0.78*10-3
1.02*10-3
1.48*10-3
1.23*10-3

L1 Гн.
1.03
0.58
0.44
0.35
0.29
0.28

F H.
10
88
242
414
554
602

Таблица 6.