2 Расчет размеров обмотки и обмоточные данные

2.1 Расчет геометрических размеров цилиндрической катушки

Исходные данные:

1) магнитодвижущая сила - ;

2) напряжение питания - ;

3) марка обмоточного провода ПЭВ-1;

4) допустимая температура - ;

5) температура окружающей среды - ;

6) внутренний диаметр цилиндрической обмотки - ;

7) режим работы – длительный, ;

8) катушка на изоляционном каркасе (непропитанная).

Необходимо с помощью исходных данных определить длину ( ) и толщину обмотки ( ).

2

(2.1)

.1.1 Определение удельного сопротивления катушки в нагретом состоянии

,

где - удельное сопротивление катушки в нагретом состоянии, ;

- удельное сопротивление катушки при 0 , ;

- температурный коэффициент сопротивления;

- допустимая температура нагрева катушки, ;

Удельное сопротивление меди .

Температурный коэффициент сопротивления .

Допустимая температура нагрева катушки .

.

2.1.2 Определение колебания напряжения

(2.2)

(2.3)

,

,

где - максимально допустимое напряжение питания, ;

- минимально допустимое напряжение питания, ;

- коэффициент максимального отклонения напряжения питания;

- коэффициент минимального отклонения напряжения питания;

- напряжение питания, ;

Значение напряжения питания возьмем - .

.

.

2

(2.4)

.1.3 Определение допустимого повышения температуры нагрева катушки

,

где - допустимое повышение температуры нагрева катушки, ;

- допустимая температура нагрева катушки, ;

- температура окружающей среды, ;

Температуру окружающей среды возьмем из исходных данных - ;

.

2.1.4 Определение коэффициента учитывающий исполнение обмотки

(2.5)

,

где - коэффициент учитывающий исполнение обмотки;

- коэффициент отношения толщины к внутреннему диаметру обмотки;

- коэффициент, учитывающий теплоотдачу с внутренней и торцевой поверхностей катушки;

Коэффициент отношения толщины к внутреннему диаметру обмотки для цилиндрической катушки . Принимаем .

Для катушки на изоляционном каркасе принимаем .

.

2.1.5 Определение длины обмотки

(2.6)

,

где - длина обмотки, ;

- магнитодвижущая сила, ;

- максимально допустимое напряжение питания, ;

- минимально допустимое напряжение питания, ;

- удельное сопротивление катушки в нагретом состоянии, ;

- эквивалентный коэффициент теплопередачи катушки, ;

- коэффициента заполнения обмотки;

- допустимое повышение температуры нагрева катушки, ;

- коэффициент перегрузки по мощности;

- внутренний диаметр цилиндрической обмотки, ;

- коэффициент учитывающий исполнение обмотки;

Магнитодвижущую силу возьмем из исходных данных - .

Эквивалентный коэффициент теплопередачи катушки примем .

Коэффициента заполнения обмотки примем .

Коэффициент перегрузки по мощности возьмем из исходных данных - .

Внутренний диаметр цилиндрической обмотки возьмем из исходных данных – .

.

При рассчитанной длине обмотки температура нагрева выходит несколько больше допустимой, поэтому примем

2

(2.7)

.1.6 Определение толщины обмотки

,

где - толщина обмотки, ;

- коэффициент отношения толщины к внутреннему диаметру обмотки;

- внутренний диаметр цилиндрической обмотки, ;

.

2.1.7 Проверка соотношения окна обмотки

(2.8)

,

где - длина обмотки, ;

- толщина обмотки, ;

Полученное значение находиться в пределах .

2.2 Расчет обмоточных данных

2

(2.9)

.2.1 Определение средней длины витка цилиндрической обмотки

,

где - средняя длина витка цилиндрической обмотки, ;

- внутренний диаметр цилиндрической обмотки, ;

- толщина обмотки, ;

.

2.2.2 Определение диаметра провода

(2.10)

,

где - диаметр провода, ;

- магнитодвижущая сила, ;

- удельное сопротивление катушки в нагретом состоянии, ;

- средняя длина витка цилиндрической обмотки, ;

- минимально допустимое напряжение питания, ;

.

Принимаем провод марки ПЭВ-1 диаметром . Диаметр провода с изоляцией и коэффициент заполнения .

2

(2.11)

.2.3 Определение окна обмотки

,

где - окно обмотки, ;

- толщина обмотки, ;

- длина обмотки, ;

.

2.2.4 Определение число витков в обмотке

(2.12)

,

где - число витков ;

- окно обмотки, ;

- коэффициента заполнения обмотки;

- диаметр провода, ;

.