Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчет магнитной цепи с учетом магнитного сопротивления и потоков рассеяния





В данном параграфе рассмотрим решение прямой задачи приусловии, что будем учитывать потоки рассеяния ФS.

Пусть заданы геометрические размеры электромагнита постоян-ного тока (рис. 46).

Разобьем длину сердечника на несколько равных участков,

например натри: 1, 2, 3.

Рис.46 Тогда магнитная цепь может быть представлена схемой (рис.47), в которой каждый участок магнитной цепи заменен магнитным сопротивлением: Rδ,R12,R23,R34, а потоки Фδ2, Фδ3 - на каждом участке замыкаются через соответствующие магнитные сопротивления: RS1, RS2, RS3. Намагничивающая сила разбита на отдельные источники IW=E=E1+E2+E3. Причем, E1 = E 1/ ,E2 = E 2/ ,

E3 = E 3/ .

На основании I и II законов Кирхгофа для магнитных цепей и

учитывая, чтомагнитное напря-жение воздушного зазора

Рис.47
UMδδ/Gδ, где Gδ магнитная проницаемость воздушного зазора, которая определяется из соотно-шения без учета выпучивания силовых магнитных линий Gδ0S/δ, из системы уравнений можно рассчитать магнитодвижущуюсилу Е.

3.7. РАСЧЁТ КАТУШКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

 

В результате расчета магнитной цепи электромагнита определяется магнитный поток в катушке и ее намагничивающая сила IW. Катушка должна быть рассчитана таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить требуемую намагничивающую силу, а с другойчтобы максимальная температура обмотки не превышала допустимой для используемого класса изоляции.

Расчет обмотки электромагнита постоянного тока можно сделать по допустимой плотности тока для одного из трех режимов работы: кратковременного, повторно-кратковременного и критического.

Исходя из режима работы катушки, выбираем

рекомендуемую плотность тока:

δ= 2 – 4 А/мм2 для продолжительного режима;

δ= 5 – 12 А/мм² для повторно-кратковременного режима;

 

δ= 13 – 30 А/мм2 для кратковременного режима.

Эти величины можно увеличить примерно в два раза при сроке службы до 500 часов.

При расчете реальной плот­ности тока δ исходными данными являются напряжение U, намагни­чивающая сила (н.с.) IW, а также геометрические размеры катушки (рис. 48).

 

Рис. 48

ЗдесьDKAT внешний диаметр катушки, dKAT внутренний диаметр катушки, dKAP внутренний диаметр каркаса, ∆KAP толщина стенки каркаса, H ширина катушки, L высота катушки.

Сечение провода q находим, исходя из данной н.с. IW=WU/R, где R сопротивление всей обмотки.

Если принять сопротивление одного витка обмоткидлиной СР сечением q

R1 = ρ СР/ q,

то сопротивление W витков соответственно будет в Wраз больше:

R = R1W= ρ СРW/ q,

тогда намагничивающая сила

IW = UqW/ (ρ СРW) = Uq/(ρ СР), (48)

откуда

q = ρ СРIW/U, (49)

где ρ удельное электрическое сопротивление материала провода, для медиρ = 0,0175 Ом.мм2/м;

СР средняя длина витка, для катушки круглого сечения

СР = π(DKAT+dKAT)/2,

для катушек другого сечения необходимо определить диаметр среднего витка.

Из уравнения (48) следует, что если при неизменной средней длине витка СР и заданном напряжении Uтребуется увеличить н.с., то необходимо взять провод большего сечения.

Из формулы (49) можно определить диаметр провода:

 

(50)

.

 

Затем по таблицам сортаментов [табл. П.3] уточняем диаметр провода. Например, рассчитали диаметр d = 0,02683 мм, апо таблицам берем стандартный диаметр dУT = 0,27 мм.

По каталогу выбираем марку провода с изоляцией, откуда определяем диаметр провода с изоляцией dИЗ.

Зная уточненный диаметр провода dУT, можно опреде­лить для него площадь сечения провода:

qУ = πdУТ2 /4.

Число витков обмотки W при заданном сечении

катушки QK = LH определяется коэффициентом заполнения по меди fM:

W = fMQK/qУТ.

Коэффициент заполнения зависит от вида намотки. Для рядовой намотки он больше, чем для "дикой" (нерядовой), так как при "дикой" число витков при том же окне уменьшается по сравнению с рядовой.

При рядовой намотке число витков определяется из выражения

W = Q/dИ32. (51)

Тогда ток можно вычислить, зная н.с.

 

I = IW/W, (52)

а плотность тока:

δ= I/qУТ. (53)

Таким образом запишем алгоритм расчета катушки по допустимой плотности тока.

1. Определяем среднюю длину витка СР, исходя из
геометрических размеров катушки.


2. Определяем диаметр провода по формуле (50).

3. Уточняем диаметр провода по таблицам сортамента dУТ.

4. По каталогу выбираем марку провода и изоляции,
откуда определяем диаметр провода с изоляцией dИ3.

5.Вычисляем уточненную площадь сечения провода qУТ.

6.Вычисляем число витков W при рядовой намотке по(51).

7.Определяем ток катушки I по (52).

8. Рассчитываем плотность тока по (53).

9. По рассчитанной плотности тока определяем режим
работы катушки, исходя из рекомендованных значений.

Эту же катушку можно рассчитать по допустимоймощности, когда РДОП ≥ РРАСЧ. Допустимую мощность определяем из условия максимального допустимого превышения температуры обмотки над окружающей средой:

Pдоп =I KтSохл∆θ,

где KT– коэффициент теплопередачи;

∆θ– допустимое значение перегрева обмотки при нормальном сроке службы.

Тогда удельная боковая охлаждаемая поверхность катушки:

σ0=SOXЛ/ РДОП =1/(КТ θ) или РДОП = SOXJI0 .

Для ориентировочной оценки нагрева катушки можно пользоваться следующими рекомендациями. Эмпирически установлено, что в катушке на изоляционном каркасе, выполненной проводом ПЭЛ, максимальная температура не превышает 105°С, если на каждый ватт выделяемой мощности будет приходиться определенная боковая поверхность, которая зависит от геометрии катушки:

при L/D< 1 σ0 ≥ 8 см2 /Вт;

при L/D = 1 σ0 ≥10 см2/Вт;

при L/D> 1 σ0 ≥ 12 см2 /Вт,

где L– высота, или длина катушки,

D–внешний диаметр.

Если после расчета окажется, что σ>σ0, то значит, что температура обмотки будет выше допустимой.

Мощность, выделяющуюся в обмотке электромагнита, можно определить из выражений:

Р = U2 /R, R = ρ CP W/q, W = fMQK/q, тогда

.

Для рядовой обмотки W = QK /d2, .

Если при требуемой н.с. мощность Р получается больше,

чем SБОК/ σ0, то либо необходимо уменьшить н.с. обмотки, либо увеличить площадь обмоточного окна QK.







Date: 2015-07-27; view: 951; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.009 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию