10. Определение размеров катушки

Принимаем толщину каркаса обмотки управления:

Зазор между каркасом и магнитопроводом:

Найдем ширину каркаса:

Найдем высоту каркаса:

Найдем эквивалентный внутренний диаметр обмотки:

11. Определение диаметра голого провода обмотки

Округляем полученное значение в сторону увеличения до ближайшего стандартного значения диаметра провод ПЭЛ по [2].

Остальные технические данные:

• сечение голого провода

• Число параллельных ветвей

• коэффициента заполнения обмоточного пространства

Где - критический диаметр.

12. Расчет числа витков обмотки

13. Расчет сопротивления обмотки, реальной МДС и мощности потерь в обмотке

Найдем сопротивление одной ветви обмотки:

Найдем сопротивление обмотки:

Найдем ток, протекающий по обмотке:

Найдем реальную МДС:

.

Рассчитаем мощность потерь в обмотке:

14. Определение установившегося превышения температуры обмотки

Найдем площадь поверхности охлаждения:

Найдем превышение температуры:

Полученное значение меньше допустимого , следовательно обмотка не будет перегреваться во время работы.

15. Определение реальной мдс и превышения температуры при отклонении напряжения обмотки на

Напряжение питания может отклоняться от своего номинального значения в большую или меньшую сторону на 20%. Целесообразно рассмотреть случай, когда напряжение питания будет максимальным, так как при этом падение напряжения на сопротивлении обмотки и соответственно ее перегрев относительно окружающей среды также будут максимальными:

Максимальный ток, протекающий по обмотке:

Максимальная мощность потерь в обмотке:

Максимальное превышение температуры:

Также, рассмотрим случай падения напряжения на 20% от номинального значения, так как при этом реальная МДС может быть ниже МДС срабатывания, что приведет к несрабатыванию устройства:

Максимальный ток, протекающий по обмотке:

Минимальная реальная МДС:

16. Рисунок 4 Размеры устройства

    Определение остальных размеров устройства с учетом ГОСТа

Р асстояние между якорем и местом посадки каркаса катушки:

Где – промежуток для предотвращения соприкосновений между якорем и катушкой.

Расстояние между верхней и нижней частью магнитопровода:

Где – внутренний радиус скругления нижней части магнитопровода.

Примем зазор между якорем и магнитопроводом:

Примем выступающую с правой стороны часть магнитопровода:

Рассчитаем верхнюю часть магнитопровода:

Принимаем длину стопора:

Длина якоря :

Расстояние между центром радиуса скругления и вертикальной частью магнитопровода:

Тогда расстояние от центра радиуса скругления до якоря будет:

17. Построение тяговых характеристик

Для предварительно принятого значения конечного зазора определим:

- магнитную проводимость

- магнитный поток

- магнитную индукцию

Как видно, магнитная индукция в конечном зазоре значительно превышает индукцию насыщения для выбранного материала. Необходимо принять другое значение конечного зазора. У выбранного нами пермендюра В_s=2.45. При зазоре индукция в зазоре оказывается немного меньше индукции насыщения.

Для нового значения конечного зазора определим:

- магнитную проводимость

- магнитный поток

- магнитную индукцию

- электромагнитную силу

Далее, мы зададимся последовательностью значений от и проведем представленную выше последовательность операций для каждого значения рабочего зазора. Затем проделаем тоже самое, но с использованием МДС .

Уравнение механической характеристики имеет вид:

Где - текущее значение рабочего зазора, - начальное механическое усилие пружины, а - ее жесткость.

Для конечного рабочего зазора получим:

Расчет электромагнитной силы отпускания:

- электромагнитная сила отпускания при

- индукция отпускания при

- МДС отпускания при

Далее расчет проводится по приведенному выше алгоритму.

Таб. 1 Сводная

0.0120	5.3907	7251.871	6612.756	623.673	366	366
0.0125	5.2548	6890.818	6283.523	576.483	365.25	347.778
0.0130	5.129	6564.754	5986.196	534.619	364.5	331.321
0.0135	5.0121	6268.987	5716.495	497.305	363.75	316.394
0.0140	4.9033	5999.608	5470.856	463.903	363	302.799
0.0145	4.8016	5753.334	5246.286	433.884	362.25	290.369
0.0150	4.7063	5527.393	5040.258	406.804	361.5	278.966
0.0155	4.617	5319.428	4850.621	382.29	360.75	268.47
0.0160	4.5329	5127.425	4675.54	360.027	360	258.78

Рис. 5 Тяговые и противодействующие характеристики

Покажем отдельно график согласованных характеристик

Вывод: тяговые характеристики на всем промежутке лежат выше противодействующей – электромагнит будет работать.

18. Расчет коэффициента возврата

Где - значения при конечном рабочем зазоре.

19. Расчет времени срабатывания и отпускания устройства

Найдем время трогания при срабатывании и спада тока при отпускании:

Рассчитаем время движения якоря при срабатывании:

Где - масса якоря.

Рассчитаем время движения якоря при отпускании:

Рассчитаем время срабатывания и время отпускания:

На этом закончим расчет электромагнита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе типового расчета я ознакомился с одной из методик расчета электромагнитного устройства. В результате были получены основные параметры электромагнита, начиная от геометрических размеров и заканчивая параметрами обмотки управления. Был проведен тепловой расчет обмотки управления и расчет электромагнитного устройства при пониженном напряжении. Была проверена работа устройства на основании сопоставления тяговых и противодействующей характеристик.