Расчет электромагнита постоянного тока
Задание: Рассчитать электромагнит постоянного тока и провести поверочный расчет катушки электромагнита на нагрев.
Исходные данные
) Построим схемы замещения магнитной цепи без учета магнитного сопротивления стали (рис. 3) и с учетом магнитного сопротивления стали (рис. 4).
) 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
??103, м0.52.755GB ?10-6, Гн2.3520.42770.2352
) 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
??10-3, м0.52.755?n1.0381.2071.376
) Определяем суммарную проводимость всех воздушных зазоров для трех зна- чений воздушных зазоров:
?=GB+G?n
Результаты сводим в таблицу и строим график G?=f(?).
??10-3, м0.52.755G? ?10-6, Гн3.12.982.97
) Определяем первую производную суммарной проводимости для трех значений рабочего зазора.
Определение первой производной производится следующим образом: на графике G?=f(?) 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:
??10-3, м0.52.755dG?/d? ?10-3, Гн0,670,140,092
) Определяем намагничивающую силу катушки постоянного тока по заданной силе тяги при максимальном зазоре.
Для определения намагничивающей силы катушки воспользуемся выражением
электромагнит постоянный ток расчет
) 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
) 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 ?=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
=l?h=6.5?2=13 см2
Число витков обмотки
Определяем активное сопротивление обмотки
Мощность, рассеиваемая в катушке в виде тепла
Температура нагрева катушки ?= ?0+?, где ?0=400С - температура окружающей среды, ? - 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
?=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.
) 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(?).
Индуктивность катушки определяется, как L=w2?G?, где G? - суммарная проводимость всех воздушных зазоров, определенная в п.4.
Составляем таблицу по результатам расчета
??10-3, м0.52.755G? ?10-6, Гн1.5980.31460,1863L,Гн0,9410,9030,899
) Рассчитываем зависимость тока в катушке переменного тока от величины рабочего зазора и строим график I=f(?).
где R - активное сопротивление обмотки, X=?L - индуктивное сопротивление обмотки.
??10-3, м0.52.755L, Гн47,529,535,65X,Гн1492929941775I, A0.0150.0730.124
Отношение максимального тока к минимальному
) Рассчитываем тяговые характеристики на постоянном и переменном токе.
Рассчитываем тяговую характеристику на постоянном токе.
При ?=0,5 мм
При ?=2,75 мм
При ?=5 мм
Рассчитываем тяговую характеристику на переменном токе.
При ?=0,5 мм
При ?=2,75 мм
При ?=5 мм
Строим в одних координатах тяговые характеристики электромагнитов постоянного (Fт=) и переменного (Fт~) тока.
Больше работ по теме:
Предмет: Физика
Тип работы: Контрольная работа
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ