3.7. Выбор остальных размеров устройства

Расстояние с (см. рис. 1) между якорем и местом посадки каркаса катушки рассчитывается из условия несоприкосновения обмотки управления и якоря (т. е. принимаем между ними зазор = 2мм ):

мм. (38)

Принимаем c = 19 мм.

Расстояние (см. рис. 1) между левой и правой частями магнитопровода вычисляется следующим образом

(39)

Принимаем мм.

3.8. Построение тяговых и механической характеристик.

Для построения тяговой характеристики P_э() при МДС срабатывания F_ср задаемся последова­тель­нос­тью текущих значений воз­душного зазора  ,находящегося в пределах от _н до  _к . Найдем для каждого из принятых значений  соответствующую магнитную проводимость (для упрощения расчета будем считать, что поле в рабочем зазоре равномерное). [4]:

. (40)

По найденной магнитной проводимости вычисляем магнитную индукцию в зазоре [4]:

, (41)

где S- уточненное значение площади поперечного сечения магнитопровода зоне рабочего зазора.

Тогда для принятого зазора  электромагнитная сила определяется по формуле [4]:

. (42)

Рассчитаем значение электромагнитной силы Р_э при =_к:

Значение проводимости по (40)

Гн. (43)

Электромагнитная индукция по (41)

Тл. (44)

Поскольку у выбранного материала магнитопровода В_s=2,3 Тл, то постепенно увеличивая зазор и вычисляя при этом индукцию, находим зазор, при котором индукция не будет превышать индукцию насыщения. Увеличиваем конечный зазор до _к=0,000399 мм

Тогда значение проводимости

Гн. (45)

Электромагнитная индукция

Тл. (46)

Электромагнитная сила

Н. (47)

Результаты расчета при других значениях рабочего зазора  по формулам (40), (41), (42) сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Тяговая характеристика P_э() при МДС срабатыания F_ср

, мм	,Гн107	В,Тл	РЭ, Н
1	1,358	0,915	36
0,933	1,455	0,981	41,3
0,866	1,567	1,057	48
0,8	1,698	1,145	56,3
0,733	1,852	1,249	67
0,666	2,038	1,374	81,1
0,599	2,265	1,527	100,2
0,533	2,549	1,719	127
0,466	2,914	1,965	165,9
0,399	3,402	2,294	226,1

Уравнение механической характеристики P_МХ () имеет вид:

, (48)

где С- жесткость пружины (см. п. 2), P_МХН = P_ЭН=36 Н – начальное механическое усилие пружины .

Поскольку _к=0,000399 мм , то значение по (48) равняется

Н. (49)

Рассчитаем Р_э, которая соответствует конечному зазору и МДС F= F_реал:

Тл. (50)

Так как найденная электромагнитная индукция больше насыщения, то используем B_реал=В_S=2,3 Тл.

Н. (51)

Результаты расчета для при других значениях рабочего зазора  аналогичны и сведены в табл. 3.2.

Рассчет МДС F_отп отпускания:

P_отп при _к равен P_МХ при этом же зазоре[7]. P_отп=36,6 Н.

Из (42) получаем:

Тл.

МДС F_отп из (41) и (40) равна:

А. (52)

Таблица 3.2. Результаты расчета тяговой характеристики при МДС реальной Р_эреал когда принимаем F=F_реал=1348 А ,при рабочей МДС Р_эр когда F=F_р=1269 А, при МДС отпускания Р_эотп когда F=F_отп =292,99 А и для случая падения напряжения U_y на 20% при F=F_реал2=1078,6 А.

, мм	,Гн107	Рэреал,Н	Рэр,Н	Рэотп , Н	Рреал2 , Н
1	1,358	123,42	109,3	5,827	78,991
0,933	1,455	139,65	125,5	6,691	90,696
0,866	1,567	159,36	145,6	7,762	105,217
0,8	1,698	183,54	170,9	9,111	123,424
0,733	1,852	213,82	203,47	10,848	147,029
0,666	2,038	227,26	246,32	13,133	177,905
0,599	2,265	227,26	304,29	16,223	219,808
0,533	2,549	227,26	385,43	20,549	227,255
0,466	2,914	227,26	503,71	26,855	227,255
0,399	3,402	227,26	686,5	36,6	227,255

Рис. 4. Тяговые и противодействующая механическая характеристики

1. электромагнитная сила Р_Э при F_реал

2. электромагнитная сила Р_Э при F_ср

3. электромагнитная сила Р_Э при F_отп

4. электромагнитная сила Р_Э при F_реал2

5. Механическая характеристика P_мх

Приведенные на рис.3 и рис.4 характеристики, построены по данным табл.3.1., табл.3.2.

Так как тяговая характеристика во всем диапазоне изменения зазора лежит выше механической характеристики и имеет с ней 1 общую точку, то устройство работает нормально.