- •М осковский Энергетический Институт
- •3. Расчет устройства 9
- •Введение
- •Принцип действия устройства
- •Задание на расчет
- •2. Исходные данные:
- •3. Расчет устройства
- •1.9.Определение конструктивного показателя устройства
- •2.9.Определение индукции в рабочем зазоре
- •3.9.Выбор материала магнитопровода
- •4.9.Определение площади поперечного сечения магнитопровода и якоря.
- •5.9.Определение рабочей мдс
- •6.9.Определение параметров обмотки управления
- •Расчет длины и ширины обмотки управления (размеров окна обмотки)
- •Определение внутреннего диаметра обмотки управления
- •. (24) Поскольку [3]
- •Выбор марки проводов обмотки управления
- •3.7. Выбор остальных размеров устройства
- •3.8. Построение тяговых и механической характеристик.
- •3.9. Расчет коэффициента возврата
- •7.9. Расчет времени срабатывания и времени отпускания
- •Заключение
- •Литература
3. Расчет устройства
1.9.Определение конструктивного показателя устройства
Конструктивный показатель Пк устройства рассчитывается по формуле [1]:
, (1)
где РЭН - начальная электромагнитная сила, соответствующая начальному зазору.
Таким образом, конструктивный показатель устройства определится как:
Н0,5/м. (2)
2.9.Определение индукции в рабочем зазоре
При конструктивном показателе индукцию в рабочем зазоре ориентировочно рассчитываем по следующему соотношению [1]:
Тл. (3)
3.9.Выбор материала магнитопровода
Необходимо, чтобы значение индукции ВН соответствовало линейному участку кривой намагничивания материала магнитопровода, поэтому материал должен быть таким, чтобы его индукция насыщения была примерно в 1,5…3 раза больше ВН.
В качестве материала магнитопровода для рассчитываемого устройства примем сталь углеродистую качественную конструкционную марки 10 отожженную, у которой BS=2,3 Тл. [2]
Кривая намагничивания стали [2] приведена на рис. 2.
Рис.2. Кривая намагничивания стали углеродистой качественной конструкционной марки 10 отожженной.
4.9.Определение площади поперечного сечения магнитопровода и якоря.
Вычисляем площадь поперечного сечения S магнитопровода и якоря (см. рис.1) из соотношения [1]:
, (4)
где - магнитная постоянная.
Найдем геометрические характеристики якоря и магнитопровода a и b (см.рис.1) [3]:
. (5)
Принимаем отношение высоты b к ширине а сечения магнитопровода равным:
. (6)
Тогда
мм. (7)
Принимаем b=18 мм.
. (8)
Тогда реальная площадь поперечного сечения якоря и магнитопровода из (5)
мм2. (9)
5.9.Определение рабочей мдс
Вначале определяем МДС , необходимую для проведения основного магнитного потока через воздушные промежутки. МДС рассчитывают по соотношению [1]:
, (10)
где Kпн = 1,15 - коэффициент, учитывающий наличие паразитных немагнитных зазоров на пути основного, рабочего магнитного потока в начальном положении системы, а также влияние потоков рассеянья и возможное увеличение индукции в отдельных участках магнитной цепи.
Найдем МДС срабатывания Fср из преобразованной «энергетической» формулы [6]:
, (11)
где - текущий воздушный зазор, - суммарная проводимость зазора .
Суммарная проводимость зазора между полюсами определяется формулой (для упрощения расчета будем считать, что поле в рабочем зазоре равномерное) [4]:
. (12)
Значение производной проводимости по воздушному зазору при его начальном значении:
, (13)
где =0,001мм –воздушный зазор при котором происходит срабатывание устройства.
Вычислим МДС срабатывания:
. (14)
Для расчета рабочей МДС выбираем большее из значений и Fср., то есть А.
Выбираем коэффициент запаса КЗ (вводимый для гарантии срабатывания устройства при пониженном напряжении, при наличии неточностей в изготовлении и т.п.) в пределах 1,2…1,8 [1]. Принимаем КЗ=1,5.
Тогда рабочая МДС определяется соотношением:
. (15)