Сечение ядра электромагнита

Минимальная противодействующая сила Р_пmin = 40 Н (точка N)

Максимальная Р_пmax = 52 Н(точка M)

Максимальный зазор δ_max= 13 мм

Минимальный зазор δ_min = 0,05 мм

Длина стали l_ст = 75 мм

На построенной характеристике противодействующих сил выбираем особые точки С и D.

Принимаем коэффициенты запаса для точки С: К_з^C= 1,4 коэффициент запаса для точки D тяговой характеристики К_з^D= 1,5

Величины зазора, индукции в якоре и проницаемость стали в точках:

точка С -

точка D -

Соотношение максимальной и минимальной индукции в зазоре

(5.13)

=

(5.14)

Для магнитопровода выбираем электротехническую сталь марки Э.

Принимаем индукцию В_min= 2 Тл. По таблице 5 (приложение) находим отно сительную магнитную проницаемость μ_max = 3800 отсюда

Тл

по таблице для В_max находим μ_min=30

(5.15)

Выбор удачный, если β'₂ и β"₂ практически совпадают друг с другом. В противном случае принять новое значение В_min

Получаем расчетные значения:

В_min = 2 Тл и μ_max= 3800

B_max = 2,2 Тл и μ_min =30

При коэффициенте запаса К_З = 1,5 для Р_пmin находим сечение ядра:

(5.16)

м²

Реальное сечение ядра

м²

Расчетная мдс обмотки:

(5.17)

А

где R_max – максимальное магнитное сопротивление рабочего воздушного

зазора (при отпущенном якоре):

R = 16 мм – радиус шляпки

S = площадь шляпки

(5.18)

1/Гн

6. Расчет электромагнитных механизмов Расчет магнитных проводимостей воздушных промежутков

Геометрические размеры коммутационного аппарата: (рис 3. приложение)Рабочий зазор  = 8 мм, d_шл= 32 мм – диаметр шляпки полюсного наконечника, h_шл=2 мм - толщина шляпки, R₀= 40 мм - расстояние от оси вращения якоря до оси полюса, толщина якоря и ярма а_я = а_яр= 6 мм, ширина якоря и ярма b_я = b_яр = 85 мм.

При расчете проводимостей все размеры берутся в метрах

Для клапанного электромагнита, имеющего полюсный наконечник, проводимость зазора с учетом выпучивания торца и с боковой поверхности шляпки (Гн):

(6.1)

Гн

коэффициент χ₁ находим по формуле

(6.2)

ρ₁ находим по формуле

(6.3)

Паразитный зазор находим по формуле

(6.4)

м

Проводимость паразитного зазора определяем по формуле

(6.5)

Гн

Электромагнитные механизмы постоянного тока.

Удельная проводимость рассеяния: высота стержня h = 75 мм, диаметр стержня d = 26 мм.

(6.6)

Гн/м

Суммарная проводимость рабочих зазоров:

(6.7)

Гн

Без учета насыщения стали и рассеяния найдем приближенно поток:

(6.8)

Вб

С учетом названных факторов поток будет меньше. Зададимся потоком первого приближения Ф_< Ф`_расч. Принимаем Ф_= 0,0001Вб.

Суммарная МДС на зазоры:

(6.9)

А

Индукция в якоре:

(6.10)

Тл

S_я = а_я·b_я =0,006 * 0,085 = м²

По кривой намагничивания таблица 6 (приложение) находим напряженность магнитного поля в якоре: H_я = 90 А/м.

Длина участка якоря магнитной цепи длиной : рис 3,h = 36 мм

(6.11)

м

МДС якоря:

(6.12)

А

Индукция в шляпке:d_шл в метрах

(6.13)

Тл

По кривой намагничивания находим напряженность магнитного поля в шляпке: H_шл = 70 А/м.

МДС шляпки:h_шл в метрах

(6.14)

А

Для участка ярма длиной l_яр = =0,117 м

(6.15)

Тл

Sяр = а_яр•b_яр = 0,006 * 0,085 = м²

Напряженность магнитного поля H_яр = 90 А/м.

М

(6.16)

дс ярма:

А

Между точками 1-1’ разность магнитных потенциалов:

(6.17)

595,24+7,29+0,14+10,53=613,2 А

Поток рассеяния на первом участке:

(6.18)

Вб

где - проводимость рассеяния первого участка: l₁ = 75/2 мм = 37,5·10^-3 м

(6.19)

Гн

где _ - удельная проводимость рассеяния.

Поток первого участка:

(6.20)

Вб

Индукция:

(6.21)

Тл

По кривым намагничивания находим H_c1 = 310 А/м.

(6.22)

А

МДС первого участка:

(6.23)

А

Разность магнитных потенциалов между точками 2-2’:

(6.24)

А

Аналогично для второго участка: l₂ = l₁

(6.25)

Вб

где .

Вб

(6.26)

Тл

По кривым намагничивания находим Н_с2 = 25000 А/м.

(6.27)

А

Поток для основания Ф₀ = Ф₂

(6.28)

Тл

По кривым намагничивания находим Н₀= 500 А/м.

МДС основания: длина основанияl₀ = 66 мм

(6.29)

А

Суммарная МДС:

(6.30)

A

Принятый поток Ф_ = Вб должен с достаточной точностью соответствовать расчетной МДС F_расч , А. в противном случае взять новые значения Ф_