- •Введение
- •Часть I содержит материалы для типового расчета и курсового проектирования при заданной геометрии магнитной цепи. В ней приведена методика поверочного расчета электромагнита постоянного тока.
- •Часть II –материалы для курсового проектирования для выбора типа магнитной цепи и ее геометрии при следующих заданных параметрах электромагнита:
- •1. Поверочный расчет электромагнита постоянного тока
- •1.1. Задачи поверочного расчета
- •1.2. Расчет магнитных проводимостей воздушных зазоров
- •1.3 Коэффициенты рассеяния и их определение для различных типов электромагнитов
- •1.4. Методика расчета магнитной цепи по коэффициентам рассеяния
- •1.5. Расчет обмотки электромагнита
- •1.6. Определение превышения установившейся температуры обмотки над температурой окружающего воздуха
- •1.7. Расчет тяговой характеристики электромагнита
- •1.8. Определение времени трогания электромагнита
- •2.Проектирование электромагнита постоянного тока
- •2.1. Исходные параметры проектирования
- •2.2. Выбор типа магнитной цепи
- •Определение геометрических размеров сердечника
- •Определение намагничивающей силы обмотки к
- •2.5 Расчет параметров обмотки
- •2.6Определение размеров магнитопровода
- •2.7. Окончательный расчет электромагнита
- •2.8. Расчет электромагнитных сил трогания f этр и отпускания f э отп электромагнита постоянного тока
- •3 . Варианты заданий
- •3.1 Задание на типовой расчет.
- •Задание на курсовой проект
- •3.3 Пример типового расчета
- •Расчет обмотки
- •II. Среднее положение якоря
- •Iy. Определение электромагнитной силы
- •Заключение
- •Список литературы
- •Для схем I, II, yiii, xy (рис. 1)
- •Для схем yii (рис. 1)
- •Для схемы XII (рис. 1)
- •Для схемы XII, xiy (рис. 1)
- •Магнитная индукция для н
- •Величины начальной силы и начального зазора
- •Формулы для вычисления магнитных проводимостей воздушных зазоров
1.6. Определение превышения установившейся температуры обмотки над температурой окружающего воздуха
При включении обмотки электромагнита на протяжение протекающий электрический ток нагревает обмотку. При длительном режиме включения обмотка нагревается до установившейся температуры у, при этом устанавливается тепловой баланс (получаемое обмоткой тепло от источника питания равно теплу, отдаваемому ею в окружающее пространство).
Превышение установившейся температуры обмотки над окружающим воздухом у = у – о можно определить по формуле Ньютона
(23)
где P = I2R – мощность обмотки, Вт;
kт – коэффициент теплоотдачи – (9 14),Вт/ (м2 0С)
0 – температура окружающей среды 0С;
S охл – охлаждающая поверхность обмотки, состоящая из
внутренней S р и наружной S н боковых поверхностей, м2 [2].
Sохл = Sн +т Sв ( 24)
Здесь т – коэффициент, характеризующий эффективность внутренней охлаждающей поверхности; т = 0,9 для бескаркасных катушек; т 0 для катушек с пластмассовым каркасом; т = 0 для катушек, обмотка которых наматывается на сердечник.
Если превышение температуры обмотки над окружающим воздухом ниже допустимого у доп (для провода марки ПЭЛ доп = 1050 –0), на этом тепловой расчет обмотки заканчивается. Если полученное значение у доп, а обмоточное окно занято полностью, то необходимо определить или время включения электромагнита при кратковременном режиме, или продолжительность включения ПВ при повторно-кратковременном режиме работы.
Для кратковременного режима превышение температуры
(25)
Подставляя = доп из уравнения (25), можно определить время включения (работы) электромагнита t; Т наг – постоянная времени нагрева,
(26)
с – удельная теплоемкость обмотки – 390, Втс/(кг0С);
М – масса обмотки, кг.
Повторно-кратковременный режим, т. е. поочередное включение tp электромагнита характеризует коэффициент продолжительности включения ПВ или ПВ%, где
(27)
Если tp + tп Т наг, то коэффициент перегрузки по мощности при повторно-кратковременном режиме p пк можно приближенно выразить в следующем виде:
(28)
Здесь Рпк – мощность при повторно-кратковременном режиме, Вт;
(Рд)дл – допускаемая мощность при длительном режиме, Вт,
(Рд)дл = доп k S охл.
1.7. Расчет тяговой характеристики электромагнита
Силу тяги электромагнита можно подсчитать по формуле Максвелла (для одного зазора)
или
(29)
где – магнитный поток в рабочем воздушном зазоре,Вб;
S – площадь полюса, м2;
о = 0,4 10 –6 , Г/м.
Формула Максвелла верна, когда поле в зазоре равномерно и вектор индукции перпендикулярен поверхности S, т. е. при малых зазорах. Более удобно силу тяги при движении якоря определять по энергетической формуле
(30)
Величину определяют графически из G = f().
Для втяжных электромагнитов можно воспользоваться приближенной формулой
(31)
Здесь – рабочий воздушный зазор, м;
lя – длина якоря, м;
l – длина катушки, м;
Gя – магнитная проводимость рабочего зазора, Г.
