Расчет катушки электромагнитного аппарата при постоянном и переменном токе
Расчет обмоточных данных и размеров катушки электромагнита при постоянном и переменном токе. Магнитная индукция в сердечнике, якоре и ярме. Напряженность поля в якоре, ярме и сердечнике электромагнита по кривой намагничивания. Число витков и ток катушки.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.01.2010 |
| Размер файла | 929,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
10
Практические занятия №1,2
Тема: Расчет катушки электромагнитного аппарата при постоянном и переменном токе
Цель работы: Рассчитать обмоточные данные и размеры катушки электромагнита.
1. Конструктивный расчет при постоянном токе
Исходные данные:
U = 24 (В)
Ф = 7,1 · 10-4 (Вб)
d = 30 (мм)
с = 28 (мм)
= 3,0 (мм)
= 2,2 (мм)
= 2,7 (мм)
H = 70 (мм)
a = 30 (мм)
в = 24 (мм)
Q = 300 (Н)
U1 = 127 (В)
U2 = 380 (В)
U - напряжение питающей сети;
Ф - магнитный поток в рабочем воздушном зазоре;
d - диаметр сердечника магнитопровода;
с, Н - параметры окна магнитопровода;
, - параметры каркаса;
- воздушный зазор (рабочий ход якоря);
а, в - размеры сечения якоря.
Ход работы:
1. Магнитная цепь содержит участки стального сердечника и якоря, а также воздушный зазор , через который замыкается основная часть рабочего потока.
Сердечник магнитопровода имеет цилиндрическую форму; ярмо и якорь выполнены из стали одинакового прямоугольного сечения.
Намагничивающая сила:
, где
- напряженности поля на участках сечения сердечника, якоря и воздушного зазора соответственно, А/м.
1.1 Магнитная индукция в сердечнике по формуле
, где , (Тл)
1.2 Определяем магнитную индукцию в якоре и ярме по формуле
(Тл), где
(Тл)
1.3 Определяем напряженности поля сечения сердечника и якоря
,
1.4 Определяем значения напряженности поля в якоре и ярме и в сердечнике электромагнита по кривой намагничивания, соответствующие полученным значениям Вя и Вс.
Hя = 150 (Н ·А)
Hс = 200 (Н ·А)
1.5 Определяем полную намагничивающую силу по формуле
(Н)
1.6 Определяем размеры катушки по заданным размерам магнитопровода
1.6.1 Определяем внутренний диаметр катушки по формуле
(мм)
1.6.2 Наружный диаметр катушки d2 зависит от размера окна магнитопровода и ограничивается в пределах d2 d 3, т.к в противном случае значительно возрастают потоки рассеяния
(мм)
1.6.3 Определяем радиальный размер катушки по формуле
(мм)
1.6.4 Определяем осевой размер катушки по формуле
(мм)
1.7 Обмоточные данные катушки. Определяли геометрическое сечение катушки по формуле
(мм2)
Т. к. фактически часть площадь окна магнитопровода занята изоляцией провода, то в расчет вводит так называемый коэффициент заполнения проводниками обмотки площади окна электромагнита kз.
, где
g - сечение провода, мм2
w - число витков катушки.
Для обмоточных проводов круглого сечения коэффициент заполнения обмотки изменяется в зависимости от диаметра провода.
При намотке катушек электромагнитных аппаратов наиболее употребительны медные провода с эмалевой изоляцией марок ПЭЛ и ПЭВ для температур до 105 и 125°С при продолжительном режиме работы аппарата.
1.7.1 Определяем среднюю длину витка катушки по формуле
(мм)
1.7.2 Определяли сечение провода по формуле
, где
- удельное электрическое сопротивление меди для катушки в нагретом состоянии
,
температурный коэффициент меди
1.7.3 Марка и ближайшее большее значение сечения в соответствии со стандартом на обмоточные провода
= 10 (мм2)
3.4 Для выбранной марки при известном диаметре провода находили соответствующее значение kз
kз = 0,83
1.7.4 Определяем число витков катушки по формуле
, (витков)
1.7.5Определяем электрическое сопротивление по формуле
, (Ом)
1.7.7 Определяем ток катушки по формуле
, (А)
1.7.8 Соответствие тока требуемой намагничивающей силе
, (Н)
Сравнили полученное значение со значением F, полученным в п.1.5
53,75 54,525
1.7.9 Определяем фактическую плотность тока по формуле
, , (А/мм2)
2. Конструктивный расчет при переменном токе
Исходные данные:
U = 220 В
Q = 300 H
Q - усилие притяжения якоря электромагнита.
Размеры магнитопровода из предыдущего расчета.
2.1 Определяем магнитную индукцию по формуле
(Тл)
2.2 Определяем магнитный поток по формуле
(Вб)
2.3 Сделаем допущение
E U; E = 4,44f (Фw)
Отсюда определяли потокосцепление
Фw = U/4,44f
Фw = 220/4,4449,55 = 0,99
2.4 Определяем число витков катушки по формуле
(витков)
2.5 Определяем значение напряженности поля в сердечнике по кривой намагничивания Hc
Hc = 200 (H ·А)
2.6 Определяем полную намагничивающую силу по формуле
(H)
2.7 Определяем ток катушки по формуле
(А)
2.8 Определяем сечение обмоточного провода по формуле
, исходя из того, что
(мм2)
2.9 Выбрали ближайшее большее значение сечения в соответствии со стандартом на обмоточные провода и определяли диаметр провода
gн = 0,12 (мм2); D = 0,39 (мм)
2.10 Определяем размеры катушки согласно п.2 разд.1
d1 = 34,4 (мм); d2 = 81 (мм); В = 23,3 (мм); h = 64,6 (мм)
2.11 Рассчитываем активное сопротивление катушки по формуле
(Ом)
2.12 Определяем падение напряжения в активном сопротивлении по формуле
(В)
2.13 Для учета допущения по п.3. определяли поправку на число витков по формуле
(витков)
Вывод: Рассчитал обмоточные данные и размеры катушки электромагнита.
Подобные документы
Исследование статической тяговой характеристики электромагнита при работе его на постоянном и переменном токе. Способы электромагнитного форсирования и замедления электромагнита постоянного тока. Подключение к параллельно размыкающему контакту резистора.
лабораторная работа [22,5 K], добавлен 28.08.2015Особенности выработки, распределения и потребления электроэнергии на постоянном и переменном токе. Способы ее передачи от электростанции к потребителям. История открытия и использования электричества, деятельность и роль знаменитых ученых в этой сфере.
реферат [183,4 K], добавлен 22.07.2013Поверочный расчет катушки электромагнита постоянного тока на нагрев. Построение схемы замещения магнитной цепи. Магнитные проводимости рабочих и нерабочих воздушных зазоров, проводимость потока рассеяния. Определение намагничивающей силы катушки магнита.
контрольная работа [413,9 K], добавлен 20.09.2014Расчет слаботочных контактов и электромагнита. Определение основных размеров и параметров электромагнита, магнитопровода и катушки. Вычисление и приведение действующих сил. Расчет параметров пружин. Согласование тяговой и механической характеристик.
курсовая работа [121,3 K], добавлен 04.09.2012Определение тягового усилия электромагнита. Расчет неразветвленной магнитной цепи. Вычисление тока в катушке, необходимого для создания заданного магнитного потока в воздушном зазоре магнитной цепи. Определение индуктивности катушки электромагнита.
презентация [716,0 K], добавлен 22.09.2013Методика измерения магнитных свойств веществ в переменном и постоянном магнитном поле на примере магнитной жидкости. Исследование изменения магнитного потока, пронизывающего витки измерительной катушки при быстром извлечении из нее контейнера с образцом.
лабораторная работа [952,5 K], добавлен 26.08.2009Разработка схемы замещения магнитной цепи. Расчет проводимостей и сопротивлений воздушных зазоров, проводимости потока рассеяния. Вычисление построение кривых намагничивания магнитной системы электромагнита, тяговой характеристики электромагнита.
курсовая работа [358,2 K], добавлен 19.06.2011Электрическое сопротивление - основная электрическая характеристика проводника. Рассмотрение измерения сопротивления при постоянном и переменном токе. Изучение метода амперметра-вольтметра. Выбор метода, при котором погрешность будет минимальна.
презентация [158,9 K], добавлен 21.01.2015Расчёт катушки на заданную МДС. Расчёт магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния. Расчёт магнитной суммарной проводимости. Расчет удельной магнитной проводимости и коэффициентов рассеяния. Определение времени срабатывания, трогания, движения.
курсовая работа [189,6 K], добавлен 30.01.2008Расчет магнитной индукции поля. Определение отношения магнитного поля колебательного контура к энергии его электрического поля, частоты обращения электрона на второй орбите атома водорода, количества тепла при охлаждении газа при постоянном объёме.
контрольная работа [249,7 K], добавлен 16.01.2012
