Определение основных размеров магнитопровода




К таким размерам относятся диаметр круглого или стороны прямоугольного сердечника, а также высота и ширина обмотки.

Для расчёта площади и размеров поперечного сечения магнитопровода из механической характеристики берутся значения критической силы и соответствующего ей критического рабочего зазора.

Критический зазор у аппаратов, имеющих замыкающие контакты, часто совпадает с наибольшим зазором; у аппаратов с размыкающими контактами этот зазор соответствует обычно моменту размыкания контактов. У трёхполюсных аппаратов переменного тока критический зазор соответствует моменту касания замыкающих цепи контактов. С целью устранения задержки якоря в критическом зазоре в случае включения аппарата при сильно пониженном напряжении критическую силу берут с некоторым коэффициентом запаса (увеличивают). Универсальной рекомендацией по выбору критических силы и зазора является выбор по максимуму А уп - такой выбор правилен, если тяговая характеристика имеет гиперболический характер.

У электромагнитов с одним рабочим зазором по расчётной силе (критическая, умноженная на коэффициент запаса) и заданному значению магнитной индукции в рабочем зазоре определяется площадь и размеры поперечного сечения магнитопровода. Если электромагнит имеет два одинаковых рабочих зазора, то при этом расчётная сила делится пополам и т.д. (три зазора, неодинаковые зазоры).

Для расчёта используется упрощённая формула Максвелла:

На постоянном токе с плоским якорем

на постоянном токе с втягивающимся якорем и коническим стопом

на переменном токе

В тех случаях, когда критический зазор соответствует нулевому или зазору в момент касания замыкающих контактов, предварительный расчёт электромагнита переменного тока целесообразно начинать при притянутом якоре. При этом сначала рассчитывается электромагнитный экран (КЗ виток).

При отсутствии полюсного наконечника сечение сердечника S c принимается равным сечению торца S т, и диаметр сердечника определяется по При наличии полюсного наконечника сечение сердечника желательно определить по значению максимальной индукции в сердечнике (в месте расположения максимального потока)

коэффициент рассеяния,

В существующих конструкциях электромагнитов с внешним притягивающимся якорем и полюсным наконечником (иногда до 2), меньшие значения относятся к электромагнитам малых размеров.

Рис.10.7. Размеры сердечника прямоугольного сечения
Сторона а с прямоугольного сечения сердечника, рис.10.7, определяется по формуле: коэффициент заполнения сечения пакета сталью (0,9-0,95).

 

 

У магнитопроводов прямоугольного сечения оптимальное по массе обмотки соотношение сторон а / b = 1. Однако, для увеличения устойчивости при воздействии боковых составляющих моментов пружин иногда принимают соотношение а / b = 0,75-0,5. С другой стороны, по соображениям условий установки КЗ витка принимают а / b = 1,25-1,1. То есть выбор значения а / b производится по конструктивным соображениям.

Для определения размеров обмоточного окна необходимо определить значение МДС обмотки.

На постоянном токе она складывается из следующих падений магнитного потенциала: в рабочих и нерабочих зазорах, в стальных частях магнитопровода.

МДС, приходящаяся на один рабочий зазор, равна МДС, приходящаяся на нерабочие зазоры и ферромагнитные участки магнитопровода, зависит от размеров и формы магнитопровода, а также от величины магнитной индукции. В рационально спроектированных электромагнитах МДС, приходящаяся на нерабочие зазоры при отпущенном якоре, составляет 5-15% МДС срабатывания (F об ср), приходящаяся же на сталь – 10-20%, т.е.

Таким образом

На переменном токе в исходное уравнение для МДС добавляется слагаемое, выражающее часть МДС F пт, расходуемую на компенсацию потерь энергии от перемагничивания стали, вихревых токов в ней и потерь в экранирующих витках.

Приближенно можно считать, что F пт учитывается введением дополнительного воздушного зазора (эквивалентного) δпт, который складывается с технологическими зазорами, зазором отлипания (если он предусмотрен), что в сумме составляет δпр = 0,2-0,7 мм.

Таким образом

Для определения размеров обмотки используется уравнение:

Здесь J – плотность тока в обмотке, определяется режимом работы и условиями охлаждения обмотки; k пт – коэффициент перегрузки по току (по отношению к току длительного режима), может отсутствовать и учитываться в J.

Следует отметить, что на переменном токе определение размеров обмотки следет проводить при притянутом якоре, т.к. при отпущенном якоре обмотка обтекается током малое время.

Стороны сечения обмотки l и d определяются из последнего уравнения с использованием следующих рекомендаций:

Для электромагнитов постоянного тока:

- с внешним поворотным якорем: малых 6-7; больших 4-5;

- с внешним прямоходовым якорем: малых 7-8; больших 5-6;

- с втяжным якорем: короткоходовых 3-5; длинноходовых 6-8.

Для электромагнитов переменного тока:

- при относительно малом ходе и большой силе 1,5-2,5;

- при относительно большом ходе и малой силе 3-4.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: