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

округляют по ГОСТу до соответствующего большого значения в табл.

2.6 Определение размеров магнитопровода

Для тарельчатых электромагнитов (рис. 1, поз. YII и XIII приложения) наружный диаметр магнитопровода определяется из равенства площадей якоря (сердечника) и корпуса магнитопровода

(45)

где – зазор между обмоткой и корпусом магнитопровода, зависящий от технологии изготовления обмотки и магнитопровода мм.

2. Для клапанного электромагнита сечение якоря может быть равным сечению сердечника или несколько меньше его , так как из-за потоков рассеяния поток в якоре меньше потока в сердечнике . Сечение ярма основания магнитопровода берется равным или большим сечения сердечника и большей частью выполняется из прямоугольных заготовок. Обычно ширина якоря и основания . Для выбора размеров магнитопровода в табл. 6 приложения даны некоторые рекомендуемые соотношения для конструктивных параметров электромагнита. Предварительный расчет электромагнита заканчивается выполнением в масштабе эскиза магнитной цепи для утверждения его преподавателем.

2.7 Окончательный расчет электромагнита

Сначала определяют магнитные проводимости для зазора и уточняют величину намагничивающей силы катушки.

Величины зазоров стыка (рис. 1,а) зависят от вида механического соединения и составляют (0,080,6)10^-3 м; учет их сопротивления целесообразен только при малых рабочих зазорах ( ).

Зазор определяют по осевой линии, как катет подобного треугольника при заданном катете .

Во вторых электромагнитах имеется паразитный зазор воротника

---

, его величина определяется суммой толщины , немагнитной втулки – направляющей сердечника – м и величины воздушного зазора , необходимого для движения якоря ( ).

Сопротивление зазора необходимо учитывать для всех положений якоря.

---

2.8 Расчет электромагнитных сил трогания и отпускания электромагнита постоянного тока

Сила трогания создается потоком трогания



В случае задания магнитный поток, создающий эту силу, будет , а соответствующая этому магнитному потоку намагничивающая сила – н. с. трогания.

Величина электромагнитной силы отпускания определяется суммой противодействующих сил при конечном положении якоря, приведенных к плечу действия электромагнитной силы. Движение якоря от конечного положения (притянутого) якоря к начальному начнется при выполнении условия (рис. 6).



Рис. 6. Зависимость тяговой и суммарной противодействующей характеристик электромагнита постоянного тока

Поток отпускания , Вб, определяют из уравнения Максвелла (29)



Затем, решая прямую задачу расчета магнитной цепи, по потоку отпускания для определяют ток отпускания и коэффициент возврата



Коэффициент возврата можно определить приближенно из построенных на рис. 6 зависимостей; считая ,

---

Современные персональные компьютеры и соответствующее программное обеспечение сделали доступными для широкого круга специалистов 2D- и 3D- моделирование различных технических устройств. Это позволяет исследовать процессы, протекающие в не­доступных для физических экспериментов местах: внутри массивного ротора, в различных сечениях магнитопроводов и т.д., что ускоряет и упрощает разработку новых устройств. При этом можно отказаться от многочисленных макетных образцов, ранее необходимых для опти­мизации и доводке разрабатываемой конструкции.|

Программный комплекс Comsol Multiphysics, разработанный шведской фирмой Comsol, позволяет получить модели сложных тех­нических устройств со всеми разнообразными процессами, протека­ющими в этих устройствах.
3.

2. 
   МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
   

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ В РЕЖИМЕ 2D

1. 
   Создание модели
   

Для запуска приложения дважды щелкните значок COMSOL на рабочем столе. Сразу после запуска, программа предложит вам создать модель с помощью Мастера создания моделей (Model Wizard) или на основе шаблона Пустой модели (Blank Model), как показано на иллюстрации ниже. Кроме того, Построитель моделей всегда можно открыть, выбрав File > New (Файл>Создать).


Рисунок 1.1. Мастер создания моделей.

1. 
   Model Wizard (Мастер создания моделей)
   

Запустить программу можно двойным щелчком по значку COMSOL Multiphysics на рабочем столе.

---

Когда программа запустится, нажмите кнопку Model Wizard (Мастер создания моделей). Кроме того, Мастерсоздания моделей всегда можно открыть, выбрав File >New (Файл > Создать). Затем выберите Model Wizard
2. В окне Select_Space_Dimension'>Select Space Dimension .

Сначала нужно выбрать размерность пространства для компонента модели: 3D (Трехмерное), 2D Axisymmetric (Двумерное аксиально-симметричное), 2D (Двумерное), 1D Axisymmetric (Одномерное аксиально-симметричное) или 0D (Нульмерное). Нам понадобится двумерное пространство, поэтому щелкаем левой клавишей мыши на икону 2D.



3.В окне Select Physics (Выбрать физический интерфейс) раскройте узел AC\DC >Magnetic Fields (Постоянный/Переменный ток>Магнитные поля). .

Нажмите кнопку Study (Исследование) .

Кроме того, для добавления физического можно щелкнуть один или два раза по кнопке Add (Добавить).

Еще один способ добавить физический интерфейс — открыть окно Add Physics (Добавление физического интерфейса), щелкнув правой кнопкой мыши по узлу Component (Компонент) в Построителе моделей и выбрав Add Physics (Добавить физический интерфейс) .


4 В окне Select Study (Выбор исследования) щелкните по типу

исследования Stationary (Стационарное), чтобы выбрать его.

Нажмите кнопку Done (Готово).

С помощью стационарного исследования мы будем искать распределение магнитного поля.

Предварительно настроенное STADY(Исследование) содержит настройки решателя и уравнений, адаптированного для выбранного сочетания физических интерфейсов, то есть в данном случае для интерфейса (AC\DC >Magnetic Fields (Постоянный/Переменный ток>Магнитные поля).


5.Global Definitions (Глобальные определения)

Узел Global Definitions (Глобальные определения) в Построителе моделей

содержит Parameters (параметры), Variable (переменные) и Functions (функции),имеющие глобальную область действия.

Дерево модели может содержать сразу несколько компонентов модели

---