Порядок расчета катушки электромагнитного аппарата при переменном токе

А. Конструктивный расчет. Заданы: напряжение сети, усилие притяжения якоря электромагнита, размеры магнитопровода.

1. Так как , то ; .

2. ; в; следовательно, , откуда определяют число потокосцеплений Фw:

.

3. Тогда число витков катушки равно:

.

4. По кривой намагничения для переменного тока (кривая 2 на рис. 9-5, б для листовой стали) определяют удельную н.с. по стали Iw_с, причем кривые строятся непосредственно в действующих значениях аw.

5. Полная н.с. , где . Здесь В – максимальное значение индукции; В - действующее значение.

6. Ток катушки .

7. Сечение обмоточного провода ; по стандартному значению q определяется диаметр провода.

8. Определяются размеры катушки (радиальный и осевой) и средний диаметр витка.

9. Активное сопротивление катушки .

10. Падение напряжения в активном сопротивлении

.

11. Поправка на число витков, вводимая для того, чтобы учесть приближенное их определение в п. 3,

;

.

Б. Поверочный расчет. Заданы: напряжение сети, размеры магнитной системы, обмоточные данные и размеры катушки.

1. Магнитный поток определяется сначала приближенно по формуле

в,

откуда

.

Это значение магнитного потока соответствует определенной величине индукции В.

2. Намагничивающая сила

.

Вычисляя последовательно оба слагаемых, определяют н.с. Iw; для этого находят Iw_с, пользуясь кривой намагничивания для переменного тока по полученной величине В; затем умножают полученную величину на известную из размеров магнитопровода длину средней силовой линии по стали l_с; далее, определяют н.с. в рабочем зазоре , равную 0,8В.

3. определяют величину питающего тока:

и проверяют величину плотности тока: .

4. Находят активное сопротивление катушки:

.

5. Вычисляют падение напряжения в активном сопротивлении:

.

6. Вводят поправку на величину магнитного потока:

; .

7. По найденной величине магнитного потока с учетом поправки производят проверку величины электромагнитного усилия:

.

8. Перерасчет катушки электромагнита на различные напряжения питающей сети.

При неизменной мощности электромагнитного аппарата

; ; ,

где I, q, U, w – ток, сечение обмоточного провода, напряжение сети и число витков катушки до перерасчета;

I, q, U, w – то же после перерасчета.

Если магнитная индукция выражена в в  сек / см², то

а / см.

В практических расчетах магнитная индукция обычно выражается в гауссах, и так как 1 гс = 10^-8 в  сек / см², то Н₀ = 0,8 В а / см.

Тогда н.с., необходимая для проведения магнитного потока через ферромагнитные участки магнитопровода и воздушный зазор, равна:

.

2. По заданным размерам магнитопровода определяют размеры катушки.

а	б

Рис. 9-5. а – иллюстрация к расчету катушки аппарата; б – кривые намагничивания для стали; 1 – стальное литье; 2 – листовая сталь

Ниже приводятся формулы для определения наиболее важных ее параметров.

Внутренний диаметр катушки d₁ = d + 2₁. Наружный диаметр катушки d₁ зависит от размера окна магнитопровода и ограничивается в пределах , так как в противном случае значительно растут потоки рассеяния.

Обычно выбирают

.

Следовательно, пересчитывают число витков катушки, изменяющееся пропорционально изменению напряжения, и находят требуемое сечение провода, изменяющееся пропорционально изменению тока в катушке.