Расчёт электромагнита клапанного типа - Курсовая работа

Электромагнитные механизмы по способу перемещения якоря подразделяют на электромагниты клапанного и соленоидного типа, а также и с поперечно-двигающимся (вращающимся) якорем.1 Расчет катушки на заданную МДС. 2 Расчет магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния.Схема электромагнитного механизма представлена на рисунке 1.Геометрические размеры обмотки и создаваемая ею намагничивающая сила связаны соотношением [1, с.9]: , (1 ) где Q0 = l0·h0 - величина обмоточного окна, мм2; При заданной намагничивающей силе можно определить величину обмоточного окна: . В процессе эксплуатации обмотки возможно повышение уровня питающего напряжения, приводящее к увеличению тока и созданию более тяжелого теплового режима обмотки. Подставляя в выражение (3 ) исходные данные и принятые численные значения коэффициентов, определим требуемую величину обмоточного окна: . Определим среднюю длину витка провода в обмотке [1, с.11]: , (8 ) мм.Используя метод Ротерса, разбиваем весь поток выпучивания на простые геометрические фигуры. Подставляя в формулы (18 ) - (25 ) величину ?1 = ?1нач, определим проводимости для отпущенного положения якоря. Результаты вычисления приведены в таблице 2. Подставляя в формулы (18 ) - (25 ) величину ?1 = ?1нач, определим проводимости для отпущенного положения якоря. Подставляя в формулы (18 ) - (25 ) величину ?1 = ?1нач, определим проводимости для отпущенного положения якоря.Магнитную проводимость нерабочего зазора определим по формуле: Гн, ( 26 )Суммарную магнитную проводимость обоих воздушных зазоров вычислим по формуле: .Удельную магнитную проводимость можно определить по формуле: . Коэффициенты рассеяния в общем случае определятся по формуле: , (29 ) где g? - удельная магнитная проводимость; Определим коэффициенты рассеяния для трех характерных сечений стержня () при четырех положениях якоря.Разобьем магнитную цепь на три участка - якорь, стержень, основание магнитопровода. Полные магнитные потоки на данных участках определим как: , (31 ) где Фяк - полный магнитный поток в якоре; Зная магнитную индукцию якоря, стержня и основания можно найти напряженность магнитного поля на этих участках. Так как расчет проводится с учетом потерь в стали, то МДС определим как: , (33 ) где Нср - промежуточная напряженность, . Результаты расчета сведены в таблицах 5-8., (35 ) где - время, за которое ток в обмотке достигает значения, обеспечивающего начало движения якоря;Время трогания определяется по формуле: , (36 ) где L - индуктивность катушки; Индуктивность катушки определиться как: , (37 ) где ? - количество витков катушки;Так как время движения определяется графоаналитическим методом, то требуется построить тяговую характеристику. Силу тяги определим как: , (39 ) где Фі - реальный магнитный поток на i-том участке; По данным таблицы 10 строим тяговую характеристику. Масса якоря определяется по формуле: , (42 ) где a, c - размеры якоря; Равнодействующую силу на i-том участке можно вычислить по формуле: , (43 ) где S - площадь между тяговой характеристикой и характеристикой противодействующей пружины (определяется по графику рисунка 4);В данной курсовой работе был произведен расчет электромагнитного механизма клапанного типа, вследствие чего были определены следующие результаты: - параметры катушки; Как видно, при МДС катушки равной 928.612 А и количеством витков - 7600 магнитопровод не уходит в насыщение, а значит потери на перемагничивание стали будут не значительны.

Содержание

Введение

1 Содержание расчета .

2 Данные для расчета

3 Расчет катушки на заданную МДС

4 Расчет магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния

4.1 Определение проводимости зазора

4.2 Расчет магнитной проводимости нерабочего зазора

4.3 Расчет магнитной суммарной проводимости

4.4 Расчет удельной магнитной проводимости и коэффициентов рассеяния

4.5 Построение магнитных характеристик

5 Определение времени срабатывания

5.1 Определение времени трогания

5.2 Определение времени движения

Заключение

Литература

Электромагнитным механизмом называют электромагнитные системы, в которых при изменении магнитного потока происходит перемещение подвижной части системы. Электромагнитные механизмы по способу перемещения якоря подразделяют на электромагниты клапанного и соленоидного типа, а также и с поперечно-двигающимся (вращающимся) якорем.

В данном курсовом проекте требуется произвести расчет электромагнитного механизма клапанного типа, который находит широкое применение в электромагнитных реле постоянного и переменного тока.

Целью проекта является определение параметров катушки электромагнита при питании ее постоянным током, тяговых и магнитных характеристик, времени срабатывания электромагнитного механизма.

1

В данной курсовой работе был произведен расчет электромагнитного механизма клапанного типа, вследствие чего были определены следующие результаты: - параметры катушки;

- магнитные характеристики;

- тяговая характеристика;

- время срабатывания.

Как видно, при МДС катушки равной 928.612 А и количеством витков - 7600 магнитопровод не уходит в насыщение, а значит потери на перемагничивание стали будут не значительны.

При расчете времени трогания было сделано допущение: якорь электромагнита начинает трогаться при токе равным половине от его установившегося значения, при этом сила пружины равна 10 Н.

Время срабатывания получилось равным 45 мс, что считается нормальным при применении данного механизма в электромагнитных реле постоянного тока.

1 Агеев А.Ю. Расчет катушки электромагнита клапанного типа: Руководство к лабораторной работе. - Северск: СТИ ТПУ, 1997. - 19 с.