Магнитное поле электромагнита постоянного тока и его Интегральные характеристики

Задание: Рассчитать магнитное поле электромагнита постоянного тока заданной геометрии при значениях рабочего зазора и . Определить интегральные характеристики поля, а именно зависимости индуктивности (инверсной индуктивности ) обмотки и тягового усилия от хода якоря. Расчет выполнить для двух вариантов:

1) без учета нелинейных свойств материала магнитопровода, принять относительную магнитную проницаемость стали ;

2) с учетом нелинейных свойств материала сердечника и якоря, то есть кривой намагничивания стали .

Объект: электромагнит постоянного тока (рис. 4.3 а, б, в, г)

а) с комбинированным якорем, торцами якоря и стопа в виде усеченного конуса;

б) с внешним притягивающимся якорем;

в) с втяжным якорем;

г) с комбинированным якорем, с плоскими торцами якоря и стопа.

Тип задачи: Магнитное поле постоянного тока (магнитостатическое поле).

Класс модели: Плоская, поле является плоскопараллельным.

Геометрия модели:

Рис. 4.3. Электромагнит постоянного тока (1 – якорь, 2 – сердечник, 3 – обмотка): а) с комбинированным якорем в форме усеченного конуса, б) с внешним притягивающимся якорем, в) с втяжным якорем, г) с комбинированным якорем и плоскими торцами якоря и стопа.

Исходные данные:

Вариант	Размеры, мм	Рис. 4.3
									0,5	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		0.5	в
						-	-		1,0	г
									1,0	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		1,0	в
						-	-		0,5	г
									0,5	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		0.5	в
						-	-		1,0	г
									1.0	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		0.5	в
						-	-		1,0	г
									0.5	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		0.5	в
						-	-		0,5	г
									1,0	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		0.5	в
						-	-		1,0	г
									0.5	а
						-	-	-	1,0	б
						-	-		0.5	в
						-	-		1,0	г
									1,0	а
						-	-	-	0.5	б

Примечание. В таблице размер указан при рабочем зазоре . Для всех рассматриваемых вариантов принять плотность тока в катушке , коэффициент заполнения по меди , число витков катушки .

Расчетная модель задачи:

Относительная магнитная проницаемость воздуха и катушки

Кривая намагничивания для материала сердечника и якоря (марка стали 2211)

		0,12	0,4	0,63	0,8	0,95	1,29	1,44	1,7

Рекомендуемый размер расчетной области модели для всех вариантов - .

При описании свойств объекта в модели катушки с током необходимо задать намагничивающую силу катушки , предварительно рассчитав ее по формуле:

.

Флагом сделать отметку: проводники соединены «параллельно».

Замкнутый контур для вычисления тягового усилия должен окружать якорь. Его необходимо расположить в середине воздушного зазора между якорем и сердечником. Определяя контур интегрирования, рекомендуется использовать сильное увеличение масштаба, чтобы избежать прилипания линий контура к сторонам модели.