13. Расчет катушки

Для аппаратов переменного тока число витков катушки можно определить исходя из условия удержания

,

где Е – электродвижущая сила катушки, в первом приближении можно принять Е=U;

Ф_m – поток при притянутом якоре

Вб,

где S_СТ – площадь стали

м²,

В_m – допустимая индукция в стали В_m =1,22 Тл, для выбранной стали для рассчитанного сечения магнитопровода.

Намагничивающая сила катушки

А,

где G_m – суммарная проводимость магнитной цепи

Г.

Так как величина Е неизвестна, то, начиная со значения Е=U, рассчитываем параметры катушки в первом приближении, а затем уточнив величину Е, уточним число витков катушки пока не будет выполнено условие

,

где ε_ДОП – допустимая относительная погрешность расчета, которую принимаем (0,030,05).

Рассчитываем геометрические размеры катушки. В данном электрическом аппарате применяется каркасное исполнение катушки.

С целью уменьшения расхода активных материалов окно должно быть заполнено практически полностью с необходимыми зазорами  =(12) мм. Принимаем  =1 мм.

Рисунок 8. Эскиз катушки

Длина намотки

мм,

где _К – толщина каркаса, принимается конструктивно в пределах (15) мм, принимаем опираясь на прототип _К =2 мм.

Длина катушки

мм.

Высота катушки

мм.

Высота намотки

мм.

Предварительно принимаем коэффициент заполнения обмотки К_m =0,5, коэффициент укладки при рядовой намотке К_у =0,90,95.

Средняя длина витка

см,

где см.

Определяем число витков в первом приближении

витков.

Диаметр изолированного провода без учета прокладки между рядами

мм,

тогда диаметр изолированного проводника

мм,

где _ПР – толщина прокладки, принимаем равной _ПР =0,01 мм.

Для провода ПЭЛ принимаем ближайший меньший диаметр изолированного провода мм, мм.

Определяем сечение выбранного провода

мм².

Сопротивление обмотки при установившейся температуре

Ом,

где – удельное электрическое сопротивление меди при 75 ⁰С.

Ом∙см,

где Ом∙см – удельное электрическое сопротивление меди при 0 ⁰С.

Ток в обмотке

А.

Электродвижущая сила обмотки

В.

Коэффициент заполнения обмотки и максимальное число витков

.

витков.

Определяем магнитный поток в рабочем зазоре при притянутом якоре

Вб,

где =1,05 – коэффициент выпучивания.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были изучены виды электромагнитных пускателей, принцип работы. Выбран по заданным условиям прототип электромагнитного пускателя серии ПМЕ-111.Для него произведены расчеты токоведущего контура и его частей, сечения шины по термической устойчивости, сечения проводника по номинальному току, коммутирующих контактов, дугогасительной системы, механической характеристики, пружин, основных размеров сердечника и катушки электромагнита переменного тока, магнитных проводимостей и их производных, тяговой характеристики, катушки. Все расчеты проведены согласно ГОСТ, значения входят в допустимые пределы, при необходимости проведены проверки расчетов.