Тема: Расчет катушки электромагнитного аппарата при постоянном и переменном токе
Цель работы: Рассчитать обмоточные данные и размеры катушки электромагнита.
Исходные данные:
U = 24 (В)
Ф = 7,1 · 10-4 (Вб)
d = 30 (мм)
с = 28 (мм)
= 3,0 (мм)
= 2,2 (мм)
= 2,7 (мм)
H = 70 (мм)
a = 30 (мм)
в = 24 (мм)
Q = 300 (Н)
U1 = 127 (В)
U2 = 380 (В)
U - напряжение питающей сети;
Ф - магнитный поток в рабочем воздушном зазоре;
d - диаметр сердечника магнитопровода;
с, Н - параметры окна магнитопровода;
, - параметры каркаса;
- воздушный зазор (рабочий ход якоря);
а, в - размеры сечения якоря.
Ход работы:
1. Магнитная цепь содержит участки стального сердечника и якоря, а также воздушный зазор , через который замыкается основная часть рабочего потока.
Сердечник магнитопровода имеет цилиндрическую форму; ярмо и якорь выполнены из стали одинакового прямоугольного сечения.
Намагничивающая сила:
, где
- напряженности поля на участках сечения сердечника, якоря и воздушного зазора соответственно, А/м.
, где , (Тл)
(Тл), где
(Тл)
,
Hя = 150 (Н ·А)
Hс = 200 (Н ·А)
(Н)
(мм)
(мм)
(мм)
(мм)
(мм2)
Т. к. фактически часть площадь окна магнитопровода занята изоляцией провода, то в расчет вводит так называемый коэффициент заполнения проводниками обмотки площади окна электромагнита kз.
, где
g - сечение провода, мм2
w - число витков катушки.
Для обмоточных проводов круглого сечения коэффициент заполнения обмотки изменяется в зависимости от диаметра провода.
При намотке катушек электромагнитных аппаратов наиболее употребительны медные провода с эмалевой изоляцией марок ПЭЛ и ПЭВ для температур до 105 и 125°С при продолжительном режиме работы аппарата.
(мм)
, где
- удельное электрическое сопротивление меди для катушки в нагретом состоянии
,
температурный коэффициент меди
= 10 (мм2)
3.4 Для выбранной марки при известном диаметре провода находили соответствующее значение kз
kз = 0,83
, (витков)
, (Ом)
, (А)
, (Н)
Сравнили полученное значение со значением F, полученным в п.1.5
53,75 54,525
, , (А/мм2)
Исходные данные:
U = 220 В
Q = 300 H
Q - усилие притяжения якоря электромагнита.
Размеры магнитопровода из предыдущего расчета.
(Тл)
(Вб)
E U; E = 4,44f (Фw)
Отсюда определяли потокосцепление
Фw = U/4,44f
Фw = 220/4,4449,55 = 0,99
(витков)
Hc = 200 (H ·А)
(H)
(А)
, исходя из того, что
(мм2)
gн = 0,12 (мм2); D = 0,39 (мм)
d1 = 34,4 (мм); d2 = 81 (мм); В = 23,3 (мм); h = 64,6 (мм)
(Ом)
(В)
(витков)
Вывод: Рассчитал обмоточные данные и размеры катушки электромагнита.