- •Содержание
- •2 Проектный расчет
- •2.2 Расчет площади полюсного наконечника
- •2.7 Расчет размеров скобы
- •2.13 Выбор величины рабочего воздушного зазора.
- •2.14 Выбор величин нерабочих зазоров.
- •Поверочный расчет электромагнита
- •3.1 Составление электрической схемы замещения магнитной цепи
- •3.3 Расчет магнитной цепи
- •3.4 Построение нагрузочных характеристик
- •3.5 Построение тяговых характеристик
- •3.6 Расчет катушки электромагнита
- •3.7 Расчет времени срабатывания электромагнита
- •3.8 Расчет коэффициента возврата по току
- •3.9 Определение массы электромагнита
- •4 Литература
3.3 Расчет магнитной цепи
3.3.1 Расчет магнитного потока в рабочем зазоре
Был определен магнитный поток в рабочем зазоре, равном начальному зазору 0,0001 м, необходимый для создания электромагнитной силы F4, по формуле:
Вб,
(3.11)
Аналогичным образом по формуле (3.11) были рассчитаны остальные значения потока Ф для значений электромагнитной силы FЭ равных 1,5F4, 2F4 и 0,5F4. Результаты вычислений занесены в таблицу 3.2.
3.3.2 Расчет магнитной цепи по участкам средних линий магнитного потока (см. рисунок 2.3, а) с использованием коэффициента рассеяния и кривой В(Н) (см. рисунок 2.1).
При электромагнитной силе FЭ1, равной F4 и рабочем зазоре , равном начальному зазору 4, магнитная цепь была рассчитана по следующим участкам:
Рабочий зазор н
МДС
была определена по формуле:
А.
(3.12)
Полюсный наконечник
Магнитная индукция Bпн была определена по формуле:
Тл.
(3.13)
Для найденного значения Bпн по зависимости В(Н) была определена напряженность магнитного поля Нпн, которая оказалась равной 110 А/м.
МДС пн была рассчитана по формуле:
А.
(3.14)
Сердечник l2
Магнитная индукция ВС1 была рассчитана по формуле:
Тл.
(3.15)
Для найденного значения ВС1 по зависимости В(Н) была определена напряженность магнитного поля НС1, которая оказалась равной 135 А/м.
МДС С1 была определена по формуле:
А.
(3.16)
Сердечник l3
Магнитная индукцию ВС2 была рассчитана по формуле:
Тл.
(3.17)
Для найденного значения ВС2 по зависимости В(Н) была определена напряженность магнитного поля НС2, которая оказалась равной 260 А/м.
МДС С2 была определена по формуле:
А.
(3.18)
Неплотность сердечник-скоба
МДС сос была определена по формуле:
А
(3.19)
Скоба l4
Магнитная индукцию ВСК1 была определена по формуле:
Тл.
(3.20)
Для найденного значения ВСК1 по зависимости В(Н) была определена напряженность магнитного поля НСК1, которая оказалась равной 260 А/м.
МДС СК1 была определена по формуле:
А.
(3.21)
Скоба l5
Магнитная индукция ВСК2 была рассчитана по формуле:
Тл.
(3.22)
Для найденного значения ВСК2 по зависимости В(Н) была определена напряженность магнитного поля НСК2, которая оказалась равной 135 А/м.
МДС СК2 определили по формуле:
А.
(3.23)
Паразитный зазор
МДС яск была рассчитана по формуле:
А.
(3.24)
Якорь
Магнитная индукция Вя была рассчитана по формуле:
Тл.
(3.25)
Для найденного значения Вя по зависимости В(Н) была определена напряженность магнитного поля Ня, которая оказалась равной 190 А/м.
МДС я была определена по формуле:
А.
(3.26)
Суммарная МДС , равная сумме всех МДС на участках средних линий магнитного потока магнитопровода, была определена по формуле:
= н+пн+С1+С2+сос+СК1+СК2+ЯСК+Я=1092+0,33+3,915+7,54+69,024+ +18,956+4,32+336,776+8,342=1541 А. (3.27)
Аналогичным образом был произведен расчет по формулам (3.11) – (3.27) для остальных значений электромагнитной силы FЭ и зазора в соответствии с таблицей 3.2. Результаты расчета занесены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Данные расчета магнитной цепи электромагнита
Точка на силовой характе-ристике |
Участок магнитопровода |
Поток
мкВб |
Длина участка
,
|
Площадь сечения
участка
|
Индук-ция
Тл |
Напря-жённость
А/м |
МДС, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Рабочий зазор |
358,4 |
5 |
– |
– |
– |
1092 |
Полюсный наконечник |
358,4 |
3 |
838,5 |
0,427 |
110 |
0,33 |
|
Сердечник l2 |
358,4 |
29 |
496,2 |
0,722 |
135 |
3,915 |
|
Сердечник l3 |
563 |
29 |
496,2 |
1,135 |
260 |
7,54 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
563 |
0,075 |
– |
– |
– |
69,024 |
|
Скоба l4 |
563 |
73 |
496,2 |
1,135 |
260 |
18,956 |
|
Скоба l5 |
358,4 |
32 |
496,2 |
0,722 |
135 |
4,32 |
|
Паразитный зазор |
358,4 |
0,716 |
– |
– |
– |
336,766 |
|
Якорь |
358,4 |
44 |
372,1 |
0,963 |
190 |
8,342 |
|
Суммарная МДС
магнитной цепи
|
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
439 |
5 |
– |
– |
– |
1337 |
Полюсный наконечник |
439 |
3 |
838,5 |
0,524 |
125 |
0,375 |
|
Сердечник l2 |
439 |
29 |
496,2 |
0,885 |
185 |
5,365 |
|
Сердечник l3 |
689,5 |
29 |
496,2 |
1,39 |
575 |
16,675 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
689,5 |
0,075 |
– |
– |
– |
84,536 |
|
Скоба l4 |
689,5 |
73 |
496,2 |
1,39 |
575 |
41,922 |
|
Скоба l5 |
439 |
32 |
496,2 |
0,885 |
185 |
5,92 |
|
Паразитный зазор |
439 |
0,716 |
– |
– |
– |
412,452 |
|
Якорь |
439 |
44 |
372,1 |
1,18 |
300 |
13,172 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 1918 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
506,9 |
5 |
– |
– |
– |
1544 |
Полюсный наконечник |
506,9 |
3 |
838,5 |
0,605 |
130 |
0,39 |
|
Сердечник l2 |
506,9 |
29 |
496,2 |
1,022 |
220 |
6,38 |
|
Сердечник l3 |
796,1 |
29 |
496,2 |
1,605 |
1650 |
47,85 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
796,1 |
0,075 |
– |
– |
– |
97,614 |
|
Скоба l4 |
796,1 |
73 |
496,2 |
1,605 |
1650 |
120,298 |
|
Скоба l5 |
506,9 |
32 |
496,2 |
1,022 |
220 |
7,04 |
|
Паразитный зазор |
506,9 |
0,716 |
– |
– |
– |
476,259 |
|
Якорь |
506,9 |
44 |
372,1 |
1,362 |
500 |
21,954 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 2322 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
253,4 |
5 |
– |
– |
– |
772,103 |
Полюсный наконечник |
253,4 |
3 |
838,5 |
0,302 |
97 |
0,291 |
|
Сердечник l2 |
253,4 |
29 |
496,2 |
0,511 |
120 |
3,48 |
|
Сердечник l3 |
398,1 |
29 |
496,2 |
0,802 |
155 |
4,495 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
398,1 |
0,075 |
– |
– |
– |
48,807 |
|
Скоба l4 |
398,1 |
73 |
496,2 |
0,802 |
155 |
11,301 |
|
Скоба l5 |
253,4 |
32 |
496,2 |
0,511 |
120 |
3,84 |
|
Паразитный зазор |
253,4 |
0,716 |
– |
– |
– |
238,13 |
|
Якорь |
253,4 |
44 |
372,1 |
0,681 |
135 |
5,928 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 1088 A |
|||||||
Продолжение таблицы 3.2
Точка на силовой характе-ристике |
Участок магнитопровода |
Поток , мкВб |
Длина участка , , , мм |
Площадь сечения участка , мм2 |
Индук-ция , Тл |
Напря-жённость , А/м |
МДС, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Рабочий зазор |
591,1 |
3 |
– |
– |
– |
1187 |
Полюсный наконечник |
591,1 |
3 |
838,5 |
0,705 |
130 |
0,39 |
|
Сердечник l2 |
591,1 |
29 |
496,2 |
1,191 |
300 |
8,7 |
|
Сердечник l3 |
812,3 |
29 |
496,2 |
1,637 |
3000 |
87 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
812,3 |
0,075 |
– |
– |
– |
99,601 |
|
Скоба l4 |
812,3 |
73 |
496,2 |
1,637 |
3000 |
218,723 |
|
Скоба l5 |
591,1 |
32 |
496,2 |
1,191 |
300 |
9,6 |
|
Паразитный зазор |
591,1 |
0,43 |
– |
– |
– |
333,216 |
|
Якорь |
591,1 |
44 |
372,1 |
1,588 |
1550 |
68,057 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 2013 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
723,9 |
3 |
– |
– |
– |
1454 |
Полюсный наконечник |
723,9 |
3 |
838,5 |
0,863 |
175 |
0,525 |
|
Сердечник l2 |
723,9 |
29 |
496,2 |
1,459 |
700 |
20,3 |
|
Сердечник l3 |
994,9 |
29 |
496,2 |
2,005 |
20000 |
580 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
994,9 |
0,075 |
– |
– |
– |
121,986 |
|
Скоба l4 |
994,9 |
73 |
496,2 |
2,005 |
20000 |
1458 |
|
Скоба l5 |
723,9 |
32 |
496,2 |
1,459 |
700 |
22,4 |
|
Паразитный зазор |
723,9 |
0,43 |
– |
– |
– |
408,105 |
|
Якорь |
723,9 |
44 |
372,1 |
1,945 |
10100 |
443,467 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 4509 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
835,9 |
3 |
– |
– |
– |
1679 |
Полюсный наконечник |
835,9 |
3 |
838,5 |
0,997 |
205 |
0,615 |
|
Сердечник l2 |
835,9 |
29 |
496,2 |
1,685 |
3550 |
102,95 |
|
Сердечник l3 |
1149 |
29 |
496,2 |
2,315 |
80000 |
2320 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
1149 |
0,075 |
– |
– |
– |
140,857 |
|
Скоба l4 |
1149 |
73 |
496,2 |
2,315 |
80000 |
5833 |
|
Скоба l5 |
835,9 |
32 |
496,2 |
1,685 |
3550 |
113,6 |
|
Паразитный зазор |
835,9 |
0,43 |
– |
– |
– |
471,239 |
|
Якорь |
835,9 |
44 |
372,1 |
2,246 |
55000 |
2415 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 13080 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
417,9 |
3 |
– |
– |
– |
839,668 |
Полюсный наконечник |
417,9 |
3 |
838,5 |
0,498 |
105 |
0,315 |
|
Сердечник l2 |
417,9 |
29 |
496,2 |
0,842 |
155 |
4,495 |
|
Сердечник l3 |
574,4 |
29 |
496,2 |
1,158 |
280 |
8,12 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
574,4 |
0,075 |
– |
– |
– |
70,428 |
|
Скоба l4 |
574,4 |
73 |
496,2 |
1,158 |
280 |
20,414 |
|
Скоба l5 |
417,9 |
32 |
496,2 |
0,842 |
155 |
4,96 |
|
Паразитный зазор |
417,9 |
0,43 |
– |
– |
– |
235,619 |
|
Якорь |
417,9 |
44 |
372,1 |
1,123 |
260 |
11,416 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 1195 A |
|||||||
Продолжение таблицы 3.2
Точка на силовой характе-ристике |
Участок магнитопровода |
Поток , мкВб |
Длина участка , , , мм |
Площадь сечения участка , мм2 |
Индук-ция , Тл |
Напря-жённость , А/м |
МДС, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Рабочий зазор |
660,2 |
0,1 |
– |
– |
– |
59,708 |
Полюсный наконечник |
660,2 |
3 |
838,5 |
0,787 |
140 |
0,42 |
|
Сердечник l2 |
660,2 |
29 |
496,2 |
1,331 |
470 |
13,63 |
|
Сердечник l3 |
681,4 |
29 |
496,2 |
1,373 |
505 |
14,645 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
681,4 |
0,075 |
– |
– |
– |
83,547 |
|
Скоба l4 |
681,4 |
73 |
496,2 |
1,373 |
505 |
36,818 |
|
Скоба l5 |
660,2 |
32 |
496,2 |
1,331 |
470 |
15,04 |
|
Паразитный зазор |
660,2 |
0,01 |
– |
– |
– |
12,405 |
|
Якорь |
660,2 |
44 |
372,1 |
1,774 |
7000 |
307,353 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 543,567 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
808,5 |
0,1 |
– |
– |
– |
73,127 |
Полюсный наконечник |
808,5 |
3 |
838,5 |
0,964 |
190 |
0,57 |
|
Сердечник l2 |
808,5 |
29 |
496,2 |
1,63 |
3000 |
87 |
|
Сердечник l3 |
834,6 |
29 |
496,2 |
1,682 |
3600 |
104,4 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
834,6 |
0,075 |
– |
– |
– |
102,324 |
|
Скоба l4 |
834,6 |
73 |
496,2 |
1,682 |
3600 |
262,467 |
|
Скоба l5 |
808,5 |
32 |
496,2 |
1,63 |
3000 |
96 |
|
Паразитный зазор |
808,5 |
0,01 |
– |
– |
– |
15,194 |
|
Якорь |
808,5 |
44 |
372,1 |
2,137 |
40000 |
1756 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 2497 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
933,6 |
0,1 |
– |
– |
– |
84,44 |
Полюсный наконечник |
933,6 |
3 |
838,5 |
1,113 |
255 |
0,765 |
|
Сердечник l2 |
933,6 |
29 |
496,2 |
1,882 |
10000 |
290 |
|
Сердечник l3 |
963,7 |
29 |
496,2 |
1,942 |
10150 |
294,35 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
1149 |
0,075 |
– |
– |
– |
118,153 |
|
Скоба l4 |
1149 |
73 |
496,2 |
1,942 |
10150 |
740,012 |
|
Скоба l5 |
933,6 |
32 |
496,2 |
1,882 |
10000 |
320 |
|
Паразитный зазор |
933,6 |
0,01 |
– |
– |
– |
17,544 |
|
Якорь |
933,6 |
44 |
372,1 |
2,509 |
100000 |
4391 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 6256 A |
|||||||
,
|
Рабочий зазор |
466,8 |
0,1 |
– |
– |
– |
42,22 |
Полюсный наконечник |
466,8 |
3 |
838,5 |
0,557 |
115 |
0,345 |
|
Сердечник l2 |
466,8 |
29 |
496,2 |
0,941 |
185 |
5,365 |
|
Сердечник l3 |
481,8 |
29 |
496,2 |
0,971 |
190 |
5,51 |
|
Неплотность сердечник-скоба |
481,8 |
0,075 |
– |
– |
– |
59,077 |
|
Скоба l4 |
481,8 |
73 |
496,2 |
0,971 |
190 |
13,852 |
|
Скоба l5 |
466,8 |
32 |
496,2 |
0,941 |
185 |
5,92 |
|
Паразитный зазор |
466,8 |
0,01 |
– |
– |
– |
8,772 |
|
Якорь |
466,8 |
44 |
372,1 |
1,254 |
335 |
14,709 |
|
Суммарная МДС магнитной цепи = 155,77 A |
|||||||

,
,
,
мм
,
мм2
,
,
,
= 1541 A
,
,