Разработка эскизного проекта трёхфазного магнитного усилителя

Выбор магнитного усилителя

Необходимый магнитный усилитель промышленной серии УМЗП, выбираем по таблице в справочнике из условий:

1. Номинальная мощность магнитного усилителя должна быть равна или больше мощности двигателя.

2. Усилитель выбирается на напряжение 220В, так как его рабочая обмотка включается последовательно в цепь обмотки статора двигателя.

3. Выбирается усилитель с четырьмя высокоомными обмотками управления.

После выбора усилителя выписываются все его параметры:

1. Полное обозначение выбранного магнитного усилителя: УМЗП.25.50.

2. Из таблицы справочника фиксируются данные типоразмера усилителя, а именно:

• Номинальная = 3940Вт,

• Номинальное напряжение на нагрузке = 219 В,

• Номинальный ток в нагрузке =18 А,

• Коэффициент кратности тока в нагрузке =15,

• Установочные габариты:

а) Длина L = 354 мм, b) Ширина B = 290 мм, с) Высота H = 300 мм.

3. Из таблицы в справочнике выписываются данные высокоомной обмотки управления для данного магнитного усилителя:

• Номинальная намагничивающая сила управления = 50 А,

• Номинальная мощность управления = 1Вт,

• Число витков обмотки управления = 200,

• Номинальный ток управления = 0.25А,

• Длительно допустимый ток управления =0.5 А,

• Сопротивление обмотки управления при 20°С =16 Ом,

• Постоянная времени обмотки управления =0.31 сек.

4. Из таблицы в справочнике выписываются параметры рабочих обмоток для своего типоразмера магнитного усилителя и своего номера рабочей обмотки (3):

• Номинальное напряжение питания (эффективное значение)

= 220В,

• Номинальное напряжение на выходе усилителя =183 В,

• Номинальный ток нагрузки на выходе усилителя =14.8 А,

• Ток холостого хода = 0.9 А .

Разработка эскизного проекта размеров трёхфазного магнитного усилителя на п - образных сердечниках

Магнитопроводы усилителей составляются из стандартных П - образных пластин холодокатанной электротехнической стали. Отштампованные пластины собираются в сердечник таким образом, чтобы получился замкнутый магнитопровод.

Приняты следующие обозначения размеров:

а - ширина стержня сердечника,=25мм

b - толщина пакета пластин,=50мм

Н - высота стержня П - образной пластины,=225

h - высота обмоточного окна сердечника,=125мм

с - ширина обмоточного окна.=31мм

Для выбранного типа магнитного усилителя выбираем стандартный магнитопровод из таблицы справочника и выписываем его данные:

• Тип магнитопровода - МПЦ-25/125-50, обозначение которого расшифровывается: магнитопровод П - образный цельный с шириной стержня а = 25 мм, высотой обмоточного окна h = 125 мм и толщиной пакета в b= 50 мм.

• Высота стержня Н = 225 мм,

• Ширина обмоточного окна с = 31 мм,

• Длина средней линии магнитопровода = 471 мм.

Методика и порядок построения эскизного проекта «Вид сбоку»

Конструктивно трёхфазный МУ собирается на 6-ти однофазных П -образных усилителях, установленных в 2 ряда.

На стержни сердечников каждого усилителя размещается рабочая обмотка, выполненная из двух секций. Итого в состав усилителя входит 12 катушек рабочих обмоток.

Построим первый ряд усилителя «Вид сбоку» (рис. 2), приняв рекомендуемый масштаб 1:1.

Эскизный проект начнём с построения П - образного сердечника стандартного магнитопровода, который нами выбран.

На стержни сердечника поместим рабочую обмотку, размеры катушек которой регламентированы шириной - С и высотой - h обмоточного окна магнитопровода. Ширина обмоточного пространства катушки рабочей обмотки с каркасом принимается меньше половины ширины обмоточного окна магнитопровода на 3-8мм (в зависимости от габаритов усилителя). Пусть =10,5мм.

Далее построение ведём в следующей последовательности:

1. сверху и снизу обмоточного окна магнитопровода укладываем обмотки управления, высоту которых можно принять в пределах =10 — 15мм

( = 12 мм); обозначаем верхнюю и нижнюю границы высоты рабочей обмотки

вместе с каркасом =h-2* = 125-2*12 = 101 мм,

2. ограничим высоту рабочей обмотки за вычетом толщины каркаса

= -2* =101-2*0.5 = 100 мм,

3. выполним замер половины обмоточного пространства катушки рабочей обмотки С_кр и определим ширину катушки рабочих обмоток

b_кр =2* С_кр + а = 2* 10.5 + 25 = 46 мм ,

4. определим размер ширины сердечника В_серд = с + 2 * а = 31 + 2*25 = 81 мм,

5. расстояние между сердечником двух рядов В_ряд определим из условия,

чтобы общая ширина была равна габаритной ширине В выбранного типа усилителя, то есть В_ряд=В-2*С_кр -2* В_серд = 290-2*10.5-2*81 = 107 мм,

6. на полученном расстоянии выполним эскиз усилителя второго ряда, идентичный построенному усилителю,

7. ширину обмоток управления С_у, принимаем равной ширине обмоточного

окна С_у =С = 31 мм и прокладываем их через сердечник всех усилителей.

Методика и порядок построения эскизного проекта «Вид спереди»

Для выполнения эскиза «Вид спереди» (рис. 3) используем размеры, полученные в чертеже «Вид сбоку» и определим:

1. верхнюю и нижнюю границы высоты МУ H = 300 мм,

2. контуры высоты верхней и нижней катушек управления h_у = 12 мм,

3. верхнюю и нижнюю границу высоты рабочих обмоток h_кр =100 мм .

Далее, для создания эскизного проекта выполним следующие действия:

1.определим длину усилителя согласно паспортным данным

габарита длины L = 354 мм,

2. посередине длины восстановим перпендикулярную осевую линию,

3. от осевой линии размером половины толщины пакета пластин b = 50 мм установим контуры стержня среднего сердечника,

4. отступив от левого и правого краёв габарита длины на расстояние ширины обмотки управления , равной ширине обмоточного окна - С = 31 мм,

определим наружные границы крайних стержней сердечников усилителей,

5. толщиной пакетов пластин b = 50 мм завершим построение сердечников трёх усилителей,

6. отложив от границ каждого стержня величину , определившуюся в

эскизе «Вид сбоку» определим длину катушки рабочей обмотки .

Методика и порядок построения эскиза «Вид сверху»

1. из эскизов «Вид сбоку» и «Вид спереди» наносим границы контура вида сверху ширины В и длины L,

2. размером b_ср определим границы ширины рабочих обмоток двух рядов

магнитных усилителей,

3. параллельно осевой линии середины ширины В, на расстоянии межрядной ширины В_ряд определяем внутренние границы сердечников усилителей,

4. по известной ширине сердечника В_сред наносим наружные границы

сердечников обоих рядов,

5. зная ширину стержня сердечника а, обозначим в сердечника ширину обмоточного окна с_у, в которое уложим обмотку управления (ширина обмотки управления б_у будет равна ширине обмоточного окна Су) ,

6. на расстоянии длины усилителя L отметим наружные границы обмоток управления,

7. ширина продольных и поперечных сторон обмоток управления одинаковы, поэтому величиной Б_у можно замкнуть внутренние границы обмоток управления,

8. используя эскиз «вида спереди» определяем ширину сердечников Б усилителей и длины рабочих обмоток l_кр ,

9. завершим разработку всех размеров эскиза «вид сверху», используя размеры двух предшествующих эскизов.

Поверочный расчёт магнитного усилителя

Условимся в обозначениях:

а - ширина стержня сердечника,

с - ширина обмоточного окна сердечника,

b - толщина пакета пластин,

(а, b , и с заданы типоразмером заданного МУ),

h_кр, l_кр, b_кр - соответственно высота, длина и ширина катушки рабочей обмотки,

l_р, h_р, b_р, соответственно высота, длина и ширина рабочей обмотки,

С_кр - ширина обмоточного пространства катушки рабочей обмотки

(определяется из эскизов),

H - высота сердечников МУ,

L - длина усилителя, равная длине обмотки управления,

В_серд - ширина сердечников МУ (определяется из эскизов).