- •Расчет магнитной системы электромагнитного клапана
- •Методические указания к выполнению задания
- •Расчет неоднородной магнитной цепи постоянного тока, изображенной на рис.Мц.1.2. Содержит несколько этапов. На первом этапе решаем прямую задачу расчета магнитной цепи.
- •Так как в магнитной цепи два зазора, общее тяговое усилие электромагнита:
З А Д А Ч А МЦ-1
Расчет магнитной системы электромагнитного клапана
Для магнитной системы электромагнитного клапана пускового топлива авиационного двигателя при заданных усредненных геометрических размерах, максимальной величине воздушного зазора max и соответствующем ему магнитном потоке Ф требуется
-
рассчитать ток в катушке, необходимый для создания заданного потока;
2) построить тяговую характеристику электромагнита F=f () не менее чем по пяти точкам при изменении воздушного зазора от max до 0(ток считать неизменным и равным значению, полученному в п.1).
Методические указания к выполнению задания
1.Потоками рассеяния и полями выпучивания пренебречь.
2.Кривые намагничивания приведены в методических указаниях к выполнению расчетно-графических работ.
3. Числовые значения вариантов задания выдаются преподавателем каждому студенту индивидуально или в соответствии с табл. МЦ.1.1 и МЦ.1.2.
Принцип работы и устройство электромагнитного клапана пускового топлива состоят в следующем. Электрическая часть клапана представляет собой сочетание бронированного электромагнита с втяжным сердечником и стандартного штепсельного разъема.
Электромагнит состоит из корпуса клапана, возвратной пружины, катушки соленоида, корпуса соленоида. Обмотка катушки выполнена из медного провода с эмалевой изоляцией. В сердечнике имеется гнездо для возвратной пружины и специальная выточка, заполненная резиной, которая под действием пружины прижимается к гнезду выходного штуцера .
На работающем двигателе и во время стоянки клапан пускового топлива находится в обесточенном состоянии. Под действием пружины сердечник закрывает выходной штуцер. Топливо к пусковому блоку не подается. Во время запуска двигателя на катушку электромагнита подается напряжение Возникшая электромагнитная сила преодолевает усилие пружины , притягивая сердечник к неподвижному якорю. Топливо из штуцера через фильтр тонкой очистки поступает к выходному штуцеру.
Электромагнитный клапан является одним из самых распространенных элементов систем управления силовыми установками. Электросистемы управления некоторых современных двигателей насчитывают до 20 - 25 клапанов такого типа.
Вариант 64
Известно:
Найти: I -? L-? FТяги=f()-?
Расчет неоднородной магнитной цепи постоянного тока, изображенной на рис.Мц.1.2. Содержит несколько этапов. На первом этапе решаем прямую задачу расчета магнитной цепи.
По значению магнитного потока в зазоре Ф и известным геометрическим параметрам элементов магнитопровода (в задание указаны значения S1, S2, S3 , l1, l2, l3, , , MAX), а также для выбранной марки ферромагнитного материала определяем требуемую магнитодвижущую силу (МДС) F=IW, а, следовательно, при известном количестве витков катушки W и ее ток I .
На втором этапе решается обратная задача – по известной величине магнитодвижущей силы F определяем величину магнитного потока в магнитопроводе Фст (а также величину магнитной индукции Bст) в отсутствии зазора. И, наконец, для нескольких значений воздушного зазора в диапазоне от 0 до определяем величины магнитной индукции B в зазоре для расчета тяговой характеристики электромагнита.
1. Решаем прямую задачу.
В соответствии с направлением тока I в обмотке определяем по правилу правоходового винта направление магнитного потока Фст (создается обмоткой возбуждения) в сердечнике и направление МДС для схемы замещения (рис.1).
Исходя из постоянства магнитного потока Ф = Фст= Ф вдоль всей цепи, по заданному потоку Ф и сечениям Sk находим магнитные индукции на каждом участке
Рис. 1
=0,48310-4 /13210-6=0,37 Тл,
=0,48310-4 /19610-6=0,25 Тл,
=0,48310-4 /34010-6=0,14 Тл,
, =0,48310-4/9210-6=
=0,53 Тл,
, =0,48310-4/48010-6=
=0,1 Тл,
По кривым намагничивания стали определяем напряженности поля Hk для ферромагнитных участков цепи,
В1 H1 40 А/м,
В2 H2 6 А/м,
В3 H3 52 А/м,
В4 H4 12 А/м,
Напряженность поля H в зазоре ( μо = 4π 10-7 Гн/м – постоянная, абсолютная магнитная проницаемость вакуума):
= 0,1/410-7 0,1/1,25610-6 79618 А/м.
Подсчитываем сумму падений магнитного напряжения вдоль всей магнитной цепи, которая будет равна искомой МДС
F = W I = H1 l1+H2 l2+ H3 l3 + H4 l4+H l5 =
= 40 0,022 +6 0,037+ 520,038+120,044+796180,002 163 А.
Величина тока I в катушке (число витков W катушки задано):
I = F / W = 163 / 360= 0,45 А
При известных: токе I и магнитном потоке Ф, можно также рассчитать индуктивность катушки L
Потокосцепление можно определить как произведение магнитном потока Ф на число витков катушки W с которыми он сцеплен
= Ф W
и одновременно
= L I
Следовательно, индуктивность катушки L составит:
L= W Ф / I =360 0,48310-4 /0,45 38610-4 Гн.
Прежде чем переходить ко 2-му этапу задания сделаем некоторые расчеты, которые нам будут необходимы для выполнения 3-го пункта задачи.
Тяговое усилие, возникающее в одном зазоре Fтяг для исходного состояния электромагнита составит:
Fтяг = В 2 S / (2 μо) =
=0,1 2 48010 -6 / (2 410-7)1,9 Н