Читайте также:
|
|
Проектирование электромагнита переменного тока
Конструкция электромагнита может быть принята на основе обзора ианализа аналогичных конструкций, выпускаемых промышленностью. Для привода контактов мостикового типа необходим электромагнит с поступательным движением якоря. Выбираем Ш – образную конструкцию магнитопровода. Эскиз электромагнита приведен на рис 1.
Рис.1 Эскиз электромагнита
Алгоритм расчета электромагнита переменного тока.
1. Задаются значения α, β, η, λ и высота КЗ витка h в = (1 – 4) мм.
2. Задается величина В н – индукции в неэкранированной части полюса: принимается на (5 – 10)% меньше индукции насыщения для выбранной марки стали.
3. Рассчитываются параметры зоны КЗ витка.
3.1. Задаются значения αs; K F; C; где αs - отношение сечений неохваченной КЗ витком и охваченной частей полюса; K F – отношение максимальных значений электромагнитных сил неохваченной и охваченной частей полюса; C – коэффициент, учитывающий насыщение зоны витка.
3.2. Индукция в экранированной части полюса
, (7.1.)
уточнение величины ,
где и – относительные магнитные проницаемости экранированной и неэкранированной части полюса, определяемые из кривой намагничивания по соответствующим значениям индукции В э и В Н.
3.3. Уточняются значения
, (7.2.)
(7.3.)
Вычисления по п. п. 3.2, 3.3 повторяются до тех пор, пока величины αs, K F будут отличаться в двух последних итерациях не более, чем на заданную погрешность.
3.4. Отношение магнитного потока к минимальной электромагнитной силе имеет вид
. (7.4.)
3.5. Удельная электромагнитная сила равна
. (7.5.)
3.6. Угол сдвига фаз между потоками в экранированной и неэкранированной частях равен
. (7.6.)
3.7. Необходимое удельное электрическое сопротивление КЗ витка на единицу площади полюса определяется по формуле
, (7.7.)
где ω – угловая частота.
3.8. Удельные потери в КЗ витке на единицу площади полюса
. (7.8.)
3.9. Сечение полюса без учета пазовой части
S П = Рэ / f э (7.9.)
, где Рэ - часть расчетного значения тягового усилия, приходящаяся на один полюс с КЗ витком (при наличии одного витка Рэ = Р, при двух витках Рэ = Р/2).
3.10. Полный магнитный поток и магнитная индукция
(7.10.)
3.11. Активное сопротивление и мощность, рассеиваемая витком
; . (7.11.)
3.12. Площадь сечений неохваченной и охваченной частей полюса
; (7.12.).
3.13. Определяются размеры полюса и ширина витка:
, (7.13.)
где ; ; ; ;
; .
Здесь ρ0 – удельное сопротивление материала КЗ витка при 0о С;
αt – температурный коэффициент сопротивления;
Θρ – допустимая температура нагрева КЗ витка, Θρ = 200 – 300о С.
4. Определение размеров обмоточного окна (l, d) осуществляется при расчете магнитной цепи методом участков.
4.1. Магнитные сопротивления воздушного рабочего зазора:
, (7.14.)
где ; ; ; ;
ω – угловая частота напряжения обмотки.
4.2. Начальное значение МДС обмотки и размеров обмоточного окна
; ; ; , (7.15.)
где J – плотность тока в обмотке, зависящая от режима работы электромагнита, в продолжительном режиме J = (2-4) A/мм2, в повторно-кратковременном она зависит от ПВ: J пов.крат.= J ./ ;
К 3об – коэффициент заполнения обмотки, принимается равным 0,5.
4.3. Магнитные сопротивления второго рабочего зазора
; (7.16.)
4.4. Магнитное сопротивление якоря
(7.17.)
где ρR1, ρX1 – удельные активное и реактивное магнитные сопротивления стали якоря, определяемые по В δ; rR=
4.5. Магнитное сопротивление для потока рассеяния
. (7.18.)
4.6. Магнитное напряжение между точками 1 – 1/
. (7.19.)
4.7. Потоки рассеяния и в основании ярма
; .(7.20.)
4.8. Магнитные индукции в основании и стержнях ярма.
; . (7.21.)
4.9. Магнитные сопротивления основания и стержней для систем, приведенных на рис. 4.4.1,а и 4.4.1,б соответственно
; ; (7.22)
; . (7.23.)
где ρR3, ρX3 – удельные активное и реактивное магнитные сопротивления стали основания, определяемые по В ос; ρR2, ρX2 – удельные активное и реактивное магнитные сопротивления стержней, определяемые по В с;
4.10 Уточненное значение МДС обмотки
(7.24)
4.11. Средний поток в стали магнитопровода, эквивалентное сопротивление и его составляющие.
(7.25.)
4.12 Активное, реактивное и полное электрические сопротивления обмотки, отнесенные к W 2 (W – число витков обмотки):
(7.26.)
; ,
где Θд, K 3об, αΘ – допустимая температура нагрева, коэффициент заполнения обмотки и температурный коэффициент сопротивления материала провода обмотки.
4.13. Ток обмотки, умноженный на W2, число витков и полные значения сопротивлений и тока:
; (7.27.)
; ; ; ;
5. Мощность, потребляемая обмоткой электромагнита в длительном режиме
. (7.28.)
6. По формуле Ньютона рассчитывается средняя температура поверхности обмотки
(7.29.);
где Θос – температура окружающей среды; К Т – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2с) при естественном охлаждении; S охл – поверхность охлаждения,
Если Θпов превышает или более, чем на 20% ниже допустимой по классу нагревостойкости обмоточного провода, необходимо скорректировать плотность тока J, и расчеты,начиная с п. 4.2., повторить.
7. Вычисляются значения усилий в остальных точках механической характеристики. При этом для каждого i – го значения рабочего воздушного зазора, начиная с критического (если он не был равен δпр), определяются:
7.1. Магнитные сопротивления рабочих воздушных зазоров
; (7.30.)
где , - магнитные проводимости зазоров и их первые производные по зазору ,
7.2. Величина потока Fd уменьшается примерно на 10% и рассчитывается по п.п. 4.4 – 4.10 величина F, соответствующая этому Φδ (при этом в качестве R δ2 и Z δ1 используются значения сопротивлений зазоров δ2 и δ1, полученные в п. 7.1).
7.3.Тяговое усилие при отпущенном якоре
(7.31.)
Полученное значение Р отп при критическом зазоре сравнивается с соответствующим значением , если , расчет тяговой статической характеристики продолжается, иначе значение К р увеличивается, например на 10%, и все расчеты, начиная с п. 3.10, повторяются.
7. Масса электромагнита:
; (7.32.)
(7.33.)
Дата добавления: 2015-10-24; просмотров: 337 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Типи датчиків, що використовуються при електрогастрографічному дослідженні. | | | Расчет электромагнита |