Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

В работе необходимо рассчитать основные электромагнитные и электромеханические характеристики МС на переменном токе при заданной величине начального значения электромагнитной силы, которая принимается равной половине соответствующей величины при постоянном токе. Сердечники магнитной системы следует считать шихтованными. В работе используются данные курсовой работы 1 по величине магнитных проводимостей воздушных зазоров и их характеристикам.

Дано:

Начальный зазор д_Н =3.6 мм

Конечный зазор д_К = 0,05 мм

Технологический зазор Д = 0.1 мм

Размеры магнитопровода:

а =22 мм

d = 21 мм

с = 23 мм

l = 68 мм

1. Выбрать материал магнитопровода (с обоснованием).

2. Составить схемы замещения магнитной цепи (с учетом сопротивления стали и к.з. витка и без их учета).

3. Определить магнитные сопротивления к.з. витка и участков МС из ферромагнитного материала.

4. Рассчитать магнитную цепь электромагнита без участка к.з. витка и с его учетом. Построить векторную диаграмму МС при притянутом якоре.

5. Рассчитать характеристики пульсации силы. Рассчитать тяговую характеристику электромагнита.

6. Рассчитать электрические характеристики МС, построить токовую характеристику электромагнита.

1. Выбор материала магнитопровода

электромагнит ток ферромагнитный переменный

Магнитные системы переменного тока должны выполнятся ненасыщенными для снижения потерь. Маркировка материала должна состоять из 4 цифр, а величина магнитной индукции B=(1.3-1.5) Тл.

В данной работе выберем материал сердечника Сталь 1212.

Классификация: Сталь электротехническая сернистая.

Применение: Горячекатаная тонколистовая сталь, предназначенная для магнитных цепей электрических машин.

Физические свойства:

1) Температура, при которой получены данные свойства: Т=20 Град;

2) Плотность материала: r=7800 кг/м³;

3) Удельное электросопротивление: R=250•10⁹ Ом•м;

Магнитные свойства материала

Р_1.0/50 - удельные потери (не более) при магнитной индукции 1.0 Тл и частоте 50 Гц.

Р_1.5/50 - удельные потери (не более) при магнитной индукции 1.5 Тл и частоте 50 Гц.

В₂₅₀₀ - магнитная индукция Тл (не менее) в магнитных полях при напряженности магнитного поля 2500 А/м;

В₅₀₀₀ - магнитная индукция Тл (не менее) в магнитных полях при напряженности магнитного поля 5000 А/м;

В₁₀₀₀₀ - магнитная индукция Тл (не менее) в магнитных полях при напряженности магнитного поля 10000 А/м;

В₃₀₀₀₀ - магнитная индукция Тл (не менее) в магнитных полях при напряженности магнитного поля 30000 А/м;

Свариваемость:

Без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки;

Ограниченно, свариваемая - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке;

Трудносвариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки.

Химический состав в% материала:

Si (кремний)=0.8-1.8. Химический состав не нормируется.

2. Схемы замещения магнитной цепи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Произведем расчет проводимостей для конечного положения якоря, при зазоре д=0.05•10^-3 м

Фигура 1 - Цилиндр

Фигура 2 - Тело вращения (табл 7.1 [1])

Фигура 3 - Тело вращения (полукольцо) m=1.1*10^-3 [м] (табл. 7.1 [1])

Составим схему замещения м.ц. с учетом сопротивления стали и к.з. витка.

Найдем магнитное сопротивление

> f(B)

; ;

Так как электромагниты переменного тока выполняют с шихтованным сердечником, то при вычислении площади сечения сердечника необходимо учитывать параметр К_з - коэффициент заполнения магнитопровода. Примем толщину пластины ? = 0.35 мм, и соответствующий ей коэффициент заполнения К_з = 0.93.

Расчет магнитного сопротивления КЗВ

Площадь экранированной части полюса:

Площадь экранированной части полюса:

S_э=0.75•S₁=0.75•346,361•10^-6=2,598•10^-4 [м²];

Найдем длину экранной обмотки:

S_э=р•(R_э)²; R_э=0,909•10^-2 [м];

l_э=2•р• R_э=2•3.14•0,909•10^-2=57,139•10^-3 [м];

Материал КЗВ - Латунь Л68 твердотянутая

Характеристики латуни:

[Ом•м]; [1/град]; C;

Площадь поперечного сечения к.з. витка:

Сопротивление экранной обмотки:

Расчет сопротивлений элементов схемы замещения:

Расчет схемы замещения:

Полное комплексное сопротивление схемы относительно МДС катушки:

Падение напряжения на участках МЦ:

Проверка

Потоки в экранированном зазоре:

6. Расчет тяговой характеристики и характеристики пульсации силы

Расчет пульсации силы:

А) Постоянная составляющая

;

, так как в притянутом положении якоря зазоры малы.

Б) Переменная составляющая

Расчет тягой характеристики электромагнита

В построение тяговой характеристики входит расчет только постоянной составляющей электромагнитной силы.

P_H = 8,332 [H], из условия, что на переменном токе начальное значение электромагнитной силы принимается равным половине соответствующей величины при постоянном токе.

Расчет токовой характеристики электромагнита

7. Расчет электрических характеристик МС переменного тока. Расчет обмоточных данных катушки. Тепловой расчет

Размеры магнитопровода:

а =22 мм

d = 21 мм

с = 23 мм

l = 68 мм

1) Индуктивное сопротивление катушки

[B]

2) Активное сопротивление МС(добавочное)

[B]

3) Активное сопротивление проводов катушки

b_k = c-3 мм; b_k = 23-3=20 мм.

;

Длина среднего витка:

м.

Расчет площади поперечного сечения провода катушки по величине коэффициента заполнения: K_З = (0.4ч0.6) = 0.45;

h_k = l-m = (68-5)•10^-3 = 63•10^-3 [м];

Диаметр провода:

;

[м];

Диаметр обмотки для проволоки из красной меди (выбираем из табл. П. 24 Г.В. Буткевич, В.Г. Дегтярь, А.Г. Сливинская «Задачник по электрическим аппаратам»): [м].

Диаметр обмотки для проволоки из красной меди с эмалевой изоляцией (выбираем из табл. П. 24 Г.В. Буткевич, В.Г. Дегтярь, А.Г. Сливинская «Задачник по электрическим аппаратам»): [м].

Уточним значение площади поперечного сечения провода катушки (для стандартного диаметра):

[м²].

Принимаем

[Ом*м]

Полное напряжение электрической сети

.

Список литературы

1. Теория электрических аппаратов / Г.Н. Александров, В.В. Борисов, ВЛ. Иванов. Под ред. Г.Н. Александрова - СПб.: Издательство СПбГТУ, 2000

2. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: Магнитные цепи» поля и программа FEMM - М.: Изд. центр «Академия», 2005

3. Задачник по электрическим аппаратам / Г.В. Буткевич, В.Г. Дегтярь, А.Г. Сливинская.: Высш. шк. 1987

Размещено на Allbest.ru