Файл: Учебное пособие для студентов направления 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника.docx

для разрядных электромагнитов.

Исходные данные на курсовой проект, позволяют вычислить и выбирать тип магнитопровода [2, 4, 5].

Согласно формуле Максвелла (29), сила тяги электромагнита пропорциональна сечению сердечника. Воздушный зазор пропорционален осевой длине электромагнита, тогда из уравнения (38) получим

(39)

где – диаметр сердечника электромагнита; – его длина.

Уравнение (39) показывает, что конструктивный показатель пропорционален отношению габаритных размеров электромагнита.

Зависимости начальной индукции от отношения показаны на рис. 5,а-г, и для соответствующего типа электромагнита (ЭМ) определяют оптимальные соотношения (между длиной и высотой катушки) и величину магнитной индукции при начальном зазоре .



Рис.5. Зависимость значений начальной индукции и соотношения

электромагнитов постоянного тока от конструктивного показателя
Магнитопроводы электромагнитов постоянного тока изготавливают из магнитомягкого материала, наиболее часто применяются стали марки Э и 10, кривые их намагничивания даны на рис. 2.

---

2.3 Определение геометрических размеров сердечника

Используя формулу Максвелла (29) при заданных и , определяют величину .

1. Для электромагнитов втяжных с плоским торцом якоря или тарелочных по сечению S находят радиус якоря или сердечника



2. Если электромагнит втяжной с коническим торцом якоря, то необходимо данный тип ЭМ привести к эквивалентному по отдаваемой полезной работе электромагнита с плоским торцом:



при ,

где , , – приведенные величины параметров электромагнитов с плоским торцом [4]:

(40)

где – угол при вершине конуса (табл. 1, поз. 8 приложения).

Формулы (40) являются расчетными для получения приведенных величин. Весь дальнейший расчет проводят так же, как и для электромагнита с плоским торцом, пользуясь найденными значениями .

3. В случае клапанного электромагнита формула (29) дает возможность определить диаметр полюсного наконечника (шляпки) (рис. 1). Обычно в электромагнитах , высота шляпки .

При предварительном выборе величин и необходимо иметь в виду

---

, если и мм, то это должны быть целые (лучше четные) числа. Округление идет в сторону увеличения.

2.4 Определение намагничивающей силы обмотки

Поток в воздушном зазоре можно выразить



если то намагничивающая сила, необходимая на преодоление сопротивления воздушного зазора равна

(41)

Намагничивающая сила обмотки тратится на преодоление сопротивления всех воздушных зазоров (рабочих и паразитных) и сопротивления стали магнитопровода (рис. 1)



В начальном положении якоря _н магнитная система ненасыщенна, поэтому в основном магнитное сопротивление всей магнитной цепи определяется магнитными сопротивлениями воздушных зазоров:



то есть



Величина магнитного потока определялась из начальной электромагнитной силы , при этой силе якорь электромагнита должен начать свое движение от и , т. е. , и поэтому этот поток является потоком трогания , намагничивающая сила катушки, создающая его, н. с. трогания. Для надежного срабатывания электромагнита ток трогания должен быть меньше тока установившегося

Отношение называется коэффициентом запаса . Обычно

---

; .

Поэтому ориентировочно для можно принять Тогда .

---

2.5 Расчет параметров обмотки

Предварительное определение размеров обмотки электромагнита можно сделать следующим образом. Сначала решаем уравнение установившейся температуры перегрева обмотки (23) [4] относительно и , м, при этом получим

(42)

Определяем значение используя кривые зависимости от (рис. 4), и из уравнения (42) находим Для клапанного электромагнита наиболее целесообразные соотношения размеров катушки лежат в следующих пределах [2]:



т. е.

где – коэффициент заполнения обмотки медью, зависящий от марки и диаметра провода (при первом расчете берут ); ПВ – коэффициент, определяющий условия включения обмотки [5]:

а) при длительном включении ПВ = 1;

б) при кратковременном включении , если , то

(43)

где – время работы (включения); – постоянная времени нагрева;

в) при повторно-кратковременном режиме , если , то

(44)

где – время паузы.

Диаметр провода определяют по уравнению (19). Расчетную величину

---