4. Поверочный расчет электромагнита.

4.1. Составление электрической схемы замещения магнитной цепи (рис.4).

Участки магнитопровода и воздушных промежутков представляются как сопротивления, которые считаются неизменными вдоль участка. Магнитный поток соответствует электрическому току, МДС соответствует ЭДС. Часто вместо магнитного сопротивления применяют обратную величину – магнитную проводимость .

4.2. Расчет магнитных проводимостей воздушных зазоров производится как минимум для четырех значений воздушного зазора, включая – начальный и – конечный зазоры. Магнитные проводимости определяются, если есть эскиз электромагнита с геометрическими размерами его рабочих и нерабочих зазоров. Наиболее распространенным является метод определения по формулам, выведенным аналитически и полученным на основании математической обработки экспериментальных данных.

4.2.1. Проводимость рабочего воздушного зазора по формуле [1, табл.11-2, п.4], для плоского якоря и цилиндрического полюса:

, (17)

где

.

4.2.2. Производная проводимости рабочего воздушного зазора [1, табл.11-2]:

. (18)

4.2.3. Магнитная проводимость паразитного зазора между якорем и скобой. Ввиду малости величины нерабочего воздушного зазора потоками выпучивания можно пренебречь.

Тогда

. (19)

4.2.4. Магнитная проводимость между сердечником и основанием скобы

, (20)

где – магнитная постоянная;

– диаметр резьбы, выбирается по конструктивным соображениям;

– зазор между сердечником и основанием скобы, обычно ;

4.2.5. Суммарная магнитная проводимость рабочего и паразитных воздушных зазоров

(21)

а) б)

Рис.4. Электрическая схема замещения магнитной цепи электромагнита.

4.2.6. Проводимость потока рассеивания [1, табл.11-1, п.4]

(22)

где .

Таблица 1

Расчет магнитных проводимостей воздушных зазоров

4.2.7. Коэффициент рассеивания

. (23)

4.3. Расчет магнитной цепи.

4.3.1. Определяем магнитный поток в рабочем зазоре, необходимый для создания электромагнитной силы, с целью построения нагрузочных характеристик. Для создания при необходим магнитный поток

, (24)

где .

4.3.2. Рассчитываем магнитную цепь по участкам (табл.2) с использованием коэффициента рассеивания к кривой , после чего строим нагрузочные характеристики . Напряженность магнитного поля определяется по кривой намагничивания принятого материала и соответствующей индукции [1, рис.1].

Аналогично рассчитываем МДС для (рис. 2,т.1) и (рис. 2т.2 и 3).

4.4. По таблице 2 строим нагрузочную характеристику для , , (рис.5).

4.5 Построение тяговых характеристик

4.5.1. При и по нагрузочной характеристике для определяем МДС и строим на семействе нагрузочных характеристик прямую, параллельную оси ординат из точки .

Переносим точки пересечения прямой с нагрузочными характеристиками на график механической характеристики и строим тяговую характеристику при срабатывании.

Таблица 2

К расчету нагрузочных характеристик электромагнита.

Точки на силовой характеристики	Участки магнитопровода
	Рабочий зазор			–	–	–
	Полюсный наконечник
	Сердечник
	Сердечник
	Не плотность сердечник-скоба			–	–	–
	Скоба
	Скоба
	Паразитный зазор			–	–	–
	Якорь

4.5.2. Номинальная МДС

, (25)

где = 0,6…0,9 – коэффициент напряжения минимальный.

Повторяем п.4.5.1 для . Получаем тяговую номинальную характеристику.

4.5.3. Из т.1 на механической характеристике проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с нагрузочной характеристикой .

Опускаем перпендикуляр на ось абсцисс из точки пересечения и определяем . Аналогично п.4.5.1 строим тяговую характеристику при опускании.

4.6 Расчет катушки электромагнита

4.6.1. Определяем сечение и диаметр обмоточного привода.

Сечение

, (26)

где t – температура по классу изоляции

; (27)

– коэффициент перегрузки по току в длительном режиме;

– средняя длина витка обмотки, м.

Диаметр привода:

. (28)

Выбираем ближайший большой стандартный диаметр по таб.14.2 [1] и марку провода по таб.14.3 [1].

Пересчитываем действительное сечение

. (29)

4.6.2. Число витков катушки:

, (30)

где – коэффициент заполнения обмотки – [1. рис.14.4,с.368].

4.6.3. Сопротивление обмотки

. (31)

4.6.4. Ток в обмотке:

. (32)

4.6.5. Проверка:

. (33)

4.6.6. Плотность тока:

. (34)