- •Иркутский государственный технический университет
- •Для студентов специальности 180300 Иркутск 2003 г.
- •Цели и задачи курсового проектирования
- •Организация и руководство проектирования
- •Тематика курсового проекта и сроки выполнения
- •Содержание и объем пояснительной записки
- •1.Токоведущий контур
- •2. Коммутирующие контакты.
- •3. Дугогашение
- •4. Механизм.
- •5. Электромагнит
- •Защита курсовой работы
- •Литература
- •Приложение
5. Электромагнит
Задачи. Общая задача поверочного расчёта электромагнита заключается в определении его оптимальных параметров. Главной задачей является расчёт и построение характеристики электромагнитной силы (тяговой), согласование её с характеристикой противодействующих при включении сил (механической) и определение необходимой намагничивающей силы обмотки с расчётом параметров катушки.
Исходные данные. Конструкция электромагнита с основными размерами деталей магнитопровода приведена на рисунке 6. исполнение открытое. Характеристика противодействующих при включении сил приведена на рисунке 10. Исходной критической величиной силы является приведённая к оси сердечника катушки сумма противодействующих сил при наибольшем рабочем зазоре (пункт 4.2). Напряжение цепи управления (на обмотке катушки) дано в задании. Класс изоляции Е с допустимой температурой обмотки . Диаметр сердечника скорректирован в сторону увеличения.
Рисунок 6. Электромагнит контактора.
Расчёт
5.1. Схема замещения рассматриваемого электромагнита одинакова с изображённой на рисунке 7.
Рисунок 7. Схема замещения электромагнита постоянного тока.
5.2. Расчёт проводимостей воздушных зазоров производится при четырёх величинах рабочего воздушного зазора .
5.3. Проводимость рабочего зазора определяется по кривым удельных проводимостей, полученных на основании обработки экспериментальных данных. Расчётная формула приведена в таблице 11-4 [1]
(37)
g’рт, g''рт , g’z , g’’z определяют из следующих соотношений и рисунка 8.
, ,
, (38)
Рисунок 8.
5.4. Производные проводимостей определяются без учёта выпучивания потока (эти слагаемые незначительны в сравнении с основным потоком).
(39)
далее определяем проводимость между якорем и скобой, между скобой и «хвостом» якоря; определяем полную проводимость нерабочего зазора между якорем и скобой; проводимость между полюсным наконечником и сердечником; проводимость между сердечником и основанием скобы; определяем сумму проводимостей рабочего и нерабочего зазоров, расположенных со стороны якоря; определяем проводимость потока рассеяния, определяем суммарную проводимость всех воздушных промежутков магнитопровода (значения проводимостей занести в таблицу).
5.5. Расчёт параметров катушки постоянного тока начинается с определения сечения и диаметра обмоточного провода по формулам:
(40)
(41)
здесь - длина среднего витка (рисунок 10-13 [1]), - коэффициент перегрузки по току, толщину изоляции провода можно взять из таблицы 14-3 [1]
Число витков обмотки:
(42)
где - коэффициент заполнения, - размеры катушек и обмоточного пространства (рисунок 10-13 [1]).
Сопротивление обмотки при :
(43)
Определим для контроля ток в обмотке и н.с., максимальную плотность тока и потребляемую мощность:
, , , . (44)
При продолжительном рабочем режиме его величина должна быть .
5.9. Упрощённый тепловой расчёт катушки. На наружной поверхности катушки:
(45)
здесь (таблица 16-1 [1])- коэффициент теплоотдачи, , - при катушке, намотанной на трубе.
5.10. Время срабатывания электромагнита складывается из времени трогания и движения :
, (46)
, (47)
здесь М- масса, - рабочий зазор при отпущенном и притянутом якоре, S- площадь между характеристиками тяговых и противодействующих усилий.
(48)
5.11. Коэффициент возврата по току при допущении, что система не насыщена, определяется по:
(49)