9.Розрахунок тягової характеристики електромагніту

Розрахунок сили тяги електромагніту проводимо за енергетичною формулою, Н:

де P_e_м-електромагнітна сила, яка виникає у робочому проміжку, Н; F_δ- падіння магнітної напруги в робочому проміжку, А; -похідна від магнітопровідності робочого проміжку, Гн/м

Електромагніт повинен спрацьовувати при номінальній МРС, тобто за умов, поки котушка підімкнена до номінальної напруги і в ній протікає номінальний струм. Але на практиці величина струму через котушку може відрізнятися від номінального. На це головним чином впливають два фактори: по-перше, відхилення /зменшення/ напруги живлення від номінального значення, по-друге, нагрівання котушки до гранично допустимої температури, внаслідок чого її опір збільшується. Тому вважають, що електромагніт повинен спрацьовувати не тільки при номінальному струмі, а й при струмі, який менший від номінального, з урахуванням граничного впливу названих факторів. Це враховується при розрахунках за коефіцієнтом 0,65...0,7.

Отже, вихідними даними для розрахунку тягових характеристик електромагніту є криві намагнічування електромагніту, номінальна МРС котушки F_ном та найменша допустима МРС F_доп=0,65F_ном

Розрахунок тягової характеристики

Робочий зазор δ·10^-3, м	0,05	0,2	0,6	1,1
1	2	3	4	5
F_доп=0,65F_ном=71,554А
Магнітний потік Ф_δ·10^-5, Вб Падіння магнітної напруги у проміжку F_δ=Ф_δ·R_δ, А Електромагнітна сила Р_ем, Н	1,82 18,88 8,52	1,79 64,07 6,34	1,74 101,14 1,84	1,6 52,79 0,66
F=F_ном=110,082A
Магнітний потік Ф_δ·10^-5, Вб Падіння магнітної напруги у проміжку F_δ=Ф_δ·R_δ, А Електромагнітна сила Р_ем, Н	1,9 19,9 9,46	1,8 68,54 7,26	1,72 147,8 3,93	1,55 162,4 1,49

витрачається на нагрівання котушки реле. Розрахована обмотка повинна забезпечувати необхідну МРС при заданій напрузі живлення. Вибір марки дроту залежить, головним чином, від вимог, які висуваються до реле за напругою живлення та за термічною стійкістю. Для намотки котушок електромагнітних реле застосовують здебільшого мідний дріт круглого перетину з емалевою ізоляцією марок ПЭВ-І, ПЭВ-2, ПЭТВ. Зважаючи на те, що технологічно дуже складно виконати порядову намотку котушки з дроту невеликого діаметра, вона найчастіше робиться "внавал", довільно, при цьому витки не розташовуються в строгому порядку.

За характером роботи реле їх розподіляють на реле напруги та на реле струму. Обмотки перших підключають безпосередньо до джерела живлення з незмінною /у допустимих межах/ напругою, а обмотка других - до джерела струму і в ланцюгу котушки підтримують постійний струм.

Вихідні дані для розрахунку реле напруги: номінальна МРС котушки F_ном = (IW)_ном=240А;

номінальна напруга живлення U_но_м=110В; конструктивні розміри котушки реле - для котушок круглого перетину; D₀=0.67d=0,021м-діаметр основи, h_n=0,5d=0,016м- висота намотки.

Для котушок круглого перетину

при цьому середній діаметр одного витка обмотки

Обмотку реле напруги розраховують так.

Номінальна МРС котушки

причому опір

де l_сер- середня довжина одного витка в котушці, м; r₀- питомий опір дроту. Для срібла r₀ = 0.016 Ом-да²/м.

Визначаємо діаметр дроту, м:

Стандартний діаметр дроту з ізоляцією d_др.із=0,165*10^-3м.

Визначаємо кількість витків W на підставі визначення площі перетину вікна намотки :

Q=l_нh_н=2d*0.5d=1,024*10^-3м²;

з урахуванням коефіцієнта заповнення вікна намотки:

Коефіцієнт заповнення - це відношення площі всіх витків обмотки до площі вікна намотки:

де Q_м - площа перетину всіх мідних дротів у обмотці.

Треба вибрати значення коефіцієнта більшим для упорядженої порядкової намотки та меншим для обмотки, виконаної "внавал".

Маючи визначену кількість витків, можна знайти опір обмотки R. Використовуючи табл. Д4.І і довідковий параметр r_м - опір дроту на один метр довжини, можна визначити опір обмотки: