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 14. 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 (см п.4.2). Напряжение цепи управления (на обмотке катушки) . Класс изоляции Е с допустимой температурой обмотки . Диаметр сердечника скорректирован в сторону увеличения.

рисунок 14. Электромагнит контактора.

Расчёт

1. Схема замещения рассматриваемого электромагнита одинакова с изображённой на рисунке 15.

Рисунок 15. Схема замещения электромагнита постоянного тока.

2. Расчёт проводимостей воздушных зазоров производится при четырёх величинах рабочего воздушного зазора .

3. Проводимость рабочего зазора определяется по кривым удельных проводимостей, полученных на основании обработки экспериментальных данных. Расчётная формула приведена в табл. 11-4 [1] (вторая с конца):

При

(по рисунку 11-3, а [1])

(по рисунку 11-3, а [1])

а) При , ,

б) При , ,

в) При , ,

г) При зазоре выпучивание потока можно не учитывать и

2.2. Производные проводимостей определяются без учёта выпучивания потока (эти слагаемые незначительны в сравнении со слагаемой основного потока).

1. При зазоре

2. При зазоре

3. При зазоре

4. При зазоре

Таблица 2.

Магнитные проводимости воздушных промежутков

1,8	26,7	496	42,6	1080	4226	14,9
1,2	40,4	569	57	1080	4226	33,6
0,6	80,7	811	96	1080	4226	134,2
0,01	48,3	2739	1750	1080	4226	483120,4

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 даны в таблице 2).

В пунктах 3-7 мы определяем величины магнитного потока в рабочем зазоре, необходимого для создания электромагнитной силы с целью построения нагрузочных характеристик.

8. Расчёт параметров катушки постоянного тока начинается с определения сечения и диаметра обмоточного провода по формулам 5-1, 5-2:

здесь - длина среднего витка (рисунок 10-13 [1]), - коэффициент перегрузки по току,

по таблице 14-3 [1] двойную толщину изоляции провода марки ПЭВТЛ можно принять равной толщине изоляции провода марки ПЭВ-2: , , .

Число витков обмотки по 5-3:

где - коэффициент заполнения, - размеры катушек и обмоточного пространства (рисунок 10-13 [1]).

Сопротивление обмотки по 5-4 при :

Ток в обмотке и н.с. (контроль):

Максимальные плотности тока и потребляемая мощность по 5-5:

приемлемо, так как обычно при продолжительном рабочем режиме его величина .

.

9. Упрощённый тепловой расчёт катушки. По 5-6 на наружной поверхности катушки:

здесь (таблица 16-1 [1])- коэффициент теплоотдачи, , - при катушке, намотанной на трубе.

10. Время срабатывания электромагнита складывается из времени трогания (5-7) и движения (5-8):

Время движения:

здесь М- масса, - рабочий зазор при отпущенном и притянутом якоре, S- площадь между характеристиками тяговых и противодействующих усилий.

Эта величина приемлема.

11. Коэффициент возврата по току при допущении, что система не насыщена, определяется по 5-9:

По характеристике противодействующих при включении механических сил по номинальным значениям сил и с учётом допустимых плюсовых отклонений сил. Электромагнитная сила по характеристике при .