Расчет электромагнита постоянного тока
Поверочный 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.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.09.2014 |
| Размер файла | 413,9 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.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Задание: Рассчитать электромагнит постоянного тока и провести поверочный расчет катушки электромагнита на нагрев.
Исходные данные
1) Построим схемы замещения магнитной цепи без учета магнитного сопротивления стали (рис. 3) и с учетом магнитного сопротивления стали (рис. 4).
2) Рассчитываем магнитные проводимости рабочих и нерабочих воздушных зазоров для трех значений рабочего зазора (без учета потоков выпучивания).
При
При
При
Определяем полную магнитную проводимость трех воздушных зазоров
Результаты расчета сводим в таблицу
|
д?103, м |
0.5 |
2.75 |
5 |
|
|
GB ?10-6, Гн |
2.352 |
0.4277 |
0.2352 |
3) Рассчитываем проводимость потока рассеяния.
Значение проводимости рассеяния определяем по формуле:
Значение проводимости рассеяния, приведенной по потоку, вычисляем по формуле:
Определяем величину коэффициента рассеяния:
При
При
При
Результаты расчетов сводим в таблицу
|
д?10-3, м |
0.5 |
2.75 |
5 |
|
|
уn |
1.038 |
1.207 |
1.376 |
4) Определяем суммарную проводимость всех воздушных зазоров для трех зна- чений воздушных зазоров:
GУ=GB+Gуn
Результаты сводим в таблицу и строим график GУ=f(д).
|
д?10-3, м |
0.5 |
2.75 |
5 |
|
|
GУ ?10-6, Гн |
3.1 |
2.98 |
2.97 |
5) Определяем первую производную суммарной проводимости для трех значений рабочего зазора.
Определение первой производной производится следующим образом: на графике GУ=f(д) проводим три касательные (для соответствующих зазоров, начального, промежуточного и конечного). Значение производной находится через соотношение катетов, отсекаемых касательной, на координатных осях:
Результаты сводим в таблицу и строим график зависимости:
|
д?10-3, м |
0.5 |
2.75 |
5 |
|
|
dGУ/dд ?10-3, Гн |
0,67 |
0,14 |
0,092 |
6) Определяем намагничивающую силу катушки постоянного тока по заданной силе тяги при максимальном зазоре.
Для определения намагничивающей силы катушки воспользуемся выражением
электромагнит постоянный ток расчет
7) Выбор конструкции и размера катушки.
В электромагнитах с Ш-образным сердечником катушка располагается на среднем стержне сердечника магнитопровода.
Выбираем шунтовую каркасную катушку со следующими размерами:
а=2,6см, b=2.8см, l=6.5см, a1=6,3см, b1=7,2см, h=2см
8) Рассчитываем катушку постоянного тока.
Выбираем обмоточный провод из меди марки ПЭТВ.
Определяем предварительный диаметр провода по таблице 3.
где U - напряжение на обмотке, R - активное сопротивление обмотки
где с=0,17?10-7 Ом?м - удельное сопротивление провода, lср - средняя длина витка, q - площадь поперечного сечения провода.
Средняя длина витка определяется по эскизу катушки
Определим предварительно диаметр провода:
Ближайшее стандартное значение диаметра провода выбираем из таблицы 3.
Диаметр неизолированного провода d=0,1 мм
Диаметр изолированного провода dиз=0,122 мм
Площадь поперечного сечения неизолированного провода qэл=0,00785мм2
Определяем число витков обмотки:
Где Q - площадь сечения ка- тушки (обмоточное пространство), kзап - коэффициент заполнения катушки медью.
Площадь сечения катушки
Q=l?h=6.5?2=13 см2
Число витков обмотки
Определяем активное сопротивление обмотки
Мощность, рассеиваемая в катушке в виде тепла
Температура нагрева катушки И= И0+ф, где И0=400С - температура окружающей среды, ф - превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды.
где кто - коэффициент теплоотдачи катушки, для компаундированных катушек значение коэффициента необходимо увеличить на 5-8%, S - поверхность охлаждения катушки.
Таким образом, температура нагрева обмотки
И=40+4,95=44,95 0С
Допустимая температура нагрева катушки для выбранного класса нагревостойкости изоляции В составляет 1200С. Следовательно, катушка может работать в длительном режиме.
9) Рассчитываем катушку переменного тока, чтобы при максимальном рабочем зазоре электромагнит развивал такое же усилие, как и на постоянном токе (Fт~=Fт).
Из данного выражения определяем необходимую намагничивающую силу катушки переменного тока для создания заданного тягового усилия.
Полный ток в катушке можно разложить на две составляющие: Iw - реактивная составляющая (намагничивающий ток, создающий магнитный поток) и Ia - активная составляющая, компенсирующая потери в стали и вызывающая нагрев магнитопровода.
или
откуда выразим число витков при условии, что Iw=683.13 A.
Определяем диаметр провода
Ближайшее стандартное значение диаметра провода выбираем из таблицы 3.
Диаметр неизолированного провода d=0,38мм
Диаметр изолированного провода dиз=0,42м
Площадь поперечного сечения неизолированного провода qэл=0,1134мм2.
Определяем активное сопротивление катушки переменного тока:
10) Рассчитываем зависимость индуктивности катушки переменного тока от ве- личины воздушного зазора и строим зависимость L=f(д).
Индуктивность катушки определяется, как L=w2?GУ, где GУ - суммарная проводимость всех воздушных зазоров, определенная в п.4.
Составляем таблицу по результатам расчета
|
д?10-3, м |
0.5 |
2.75 |
5 |
|
|
GУ ?10-6, Гн |
1.598 |
0.3146 |
0,1863 |
|
|
L,Гн |
0,941 |
0,903 |
0,899 |
11) Рассчитываем зависимость тока в катушке переменного тока от величины рабочего зазора и строим график I=f(д).
где R - активное сопротивление обмотки, X=щL - индуктивное сопротивление обмотки.
|
д?10-3, м |
0.5 |
2.75 |
5 |
|
|
L, Гн |
47,52 |
9,53 |
5,65 |
|
|
X,Гн |
14929 |
2994 |
1775 |
|
|
I, A |
0.015 |
0.073 |
0.124 |
Отношение максимального тока к минимальному
12) Рассчитываем тяговые характеристики на постоянном и переменном токе.
Рассчитываем тяговую характеристику на постоянном токе.
При д=0,5 мм
При д=2,75 мм
При д=5 мм
Рассчитываем тяговую характеристику на переменном токе.
При д=0,5 мм
При д=2,75 мм
При д=5 мм
Строим в одних координатах тяговые характеристики электромагнитов постоянного (Fт=) и переменного (Fт~) тока.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка 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 19.06.2011Определение 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 22.09.2013Расчёт 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 30.01.2008Теоретические положения расчета динамики электромагнитов постоянного тока. Схемы включения электромагнита, уравнение динамики и время трогания электромагнита постоянного тока при разнообразных схемах включения электромагнита, проверка теории расчетами.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.11.2010Электромагнитные реле являются распространенным элементов многих систем автоматики, в том числе они входят в конструкцию реле постоянного тока. Расчет магнитной цепи сводится к вычислению магнитной проводимости рабочего и нерабочего воздушных зазоров.
курсовая работа [472,4 K], добавлен 20.01.2009Определение и обоснование геометрических размеров проектируемого электромагнита. Расчет параметров магнитной цепи, коэффициента возврата. Расчет статических и динамической тяговых характеристик, а также времени срабатывания устройства и обмотки.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 14.12.2014Расчет магнитных проводимостей, потоков и падений напряжения на участках электромагнита при начальном, среднем и конечном положении якоря. Определение повышения установившейся температуры обмотки электромагнита над температурой окружающего воздуха.
курсовая работа [741,0 K], добавлен 28.03.2015Расчет 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 04.09.2012Расчет и экспериментальное определение магнитных проводимостей воздушных промежутков. Расчет магнитной цепи электромагнитов постоянного тока, обмоточных данных. Тяговые и механические характеристики электромагнитов постоянного и переменного тока.
курс лекций [5,5 M], добавлен 25.10.2009Расчет неразветвленной магнитной цепи. Определение суммы падений магнитного напряжения вдоль магнитной цепи. Алгоритм выполненного расчета магнитной цепи по варианту "прямая задача". Определение величины магнитного потока. Тяговые усилия электромагнита.
презентация [716,0 K], добавлен 25.07.2013
