Создание электромагнита

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ формы конструкции электромагнита, выбор материала магнитопровода и электромагнитных нагрузок

Для электромагнитов постоянного тока конструктивный фактор определяется по формуле: электромагнит обмотка нагрузка

где - начальное тяговое усилие, развиваемое электро-магнитом, принимается равным начальной противодействующей силе, приведенной к рабочему воздушному зазору.

1.2 Определение размеров элементов магнитопровода и обмоточного пространства

Определение размеров элементов магнитопровода Площадь сечения сердечника при любом количестве рабочих воздушных зазоров n и равномерном магнитном поле на основании уравнения электромагнитной силы Максвелла определится как

где - магнитная проницаемость воздуха; - расчетная электромагнитная сила, при которой электромагнит срабатывает, Н; - магнитная индукция в рабочем зазоре при отпущенном якоре, Тл. Для П-образного с прямоходовым якорем электромагнита, имеющего два рабочих зазора с равными площадями полюсов, расчетная сила делится на две равные части.

Диаметр круглого сердечника электромагнита постоянного тока

где s_с - сечение сердечника принимают равным сечению торца сечению торца сердечника s_c = s_т.с.

Размер выступающей из катушки части сердечника можно принять равным (0,2…0,5)d_с.

Площадь сечения сердечника при наличии полюсного наконечника

где - коэффициент рассеяния при отпущенном якоре, зависящий от величины рабочего воздушного зазора, изменяется в пределах 1,1…4,0; - магнитная индукция полюсного наконечника, Тл; - максимальная магнитная индукция в сердечнике при отпущенном якоре.

Диаметр полюсного наконечника

Высота полюсного наконечника

Площадь сечения полюсного наконечника

Толщина сердечника прямоугольного сечения

где b_с - ширина сердечника, м, выбирается из конструкционных соображений с учетом соотношения сторон прямоугольного сечения сердечника a_c/b_c = 1, однако с целью большей устойчивости при воздействии боковых составляющих моментов пружин иногда применяют отношение a_c/b_c = 0,8…2.

Принимаем:

Проверка:

Определение намагничивающей силы обмотки электромагнита постоянного тока

где - сумма зазоров.

Для катушки параллельного включения н.с. обмотки

где - напряжение срабатывания А;

Намагничивающая сила, приходящаяся на один рабочий воздушный зазор, при отпущенном якоре

Определение площади обмоточного пространства и сторон сечения обмотки

Определение площади поперечного сечения обмоточного пространства катушки:

где - коэффициент, характеризующий максимальное значение напряжения, при котором температура обмотки не должна превосходить допустимую; ; - коэффициент перегрузки по току, характеризующий нагрузочную способность токоведущей части аппарата; j - плотность тока в проводниках обмотки, ограниченная температурой нагрева, А/м²; - коэффициент заполнения обмоточного пространства зависит от марки выбранного обмоточного провода, состоящего из трех коэффициентов:

где - коэффициент формы сечения проводника, - коэффициент неравномерности укладки, - коэффициент изоляции проводника.

Высота и длина обмоточного пространства

где - относительная длина обмоточного пространства.

На основании анализа существующих конструкций электромагнитов постоянного тока с внешним прямоходовым якорем отношение

3. Определение конструкционных размеров и обмоточных данных катушки

Определение размеров катушки электромагнита

Длина и высота обмотки каркасной катушки:

где - толщина изоляционной шайбы; - толщина корпусной (или покровной, наружной) изоляции катушки; - толщина внутренней изоляции стержня сердечника; - технологические припуски по длине и по высоте обмотки соответственно.

Размеры, характеризующие пространство, занятое проводниками в поперечном сечении электромагнита

Внутренний и наружные размеры обмотки прямоугольной формы:

Внутренний и наружные размеры катушки прямоугольной формы:

Площадь наружной поверхности катушки прямоугольной формы:

Площадь торцовой поверхности катушки прямоугольной формы:

Площадь внутренней поверхности катушки прямоугольной формы:

Определение длины сердечника электромагнита с внешним притягиваемым якорем

В электромагните с полюсным наконечником высотой :

Определение размеров и площади сечения ярма (основания скобы):

Ширина ярма:

Толщина ярма:

Площадь сечения ярма:

Определение площади и размеров сечения якоря

Площадь сечения якоря:

Ширина якоря:

Длина внешнего плоского якоря и длина ярма:

Длина внешнего плоского якоря:

Определение сечения и размеров скобыСечение скобы s_ск принимается равной сечению сердечника s_с:

Ширину скобы b_ск принимают:

Длина скобы с полюсным наконечником:

4. Выбор величин рабочих и нерабочих воздушных зазоров и определение их расчетных площадей

К рабочим воздушным зазорам относят эквивалентный по магнитной проводимости расчетный воздушный зазор д_т1, обусловленный технологией обработки деталей. При шлифовке поверхностей деталей из низкоуглеродистой стали марок Э, ЭА (армко) по 8-9 классу шероховатости при принимают . Принимаем

5. Разработка эскиза электромагнита

На основании проведенных расчетов выполним эскиз общего вида катушки как узла электромагнита и электромагнита в целом.

Определение падения магнитного потенциала в рабочих зазорах электромагнита

Магнитная проводимость рабочего зазора между торцом плоского прямоугольного полюса и параллельного якоря:

Производная проводимости для определения магнитного потока:

Для электромагнитов с внешним притягиваемым якорем, когда поток рассеяния не создает добавочной силы, электромагнитная сила:

следовательно, магнитный поток в рабочем воздушном зазоре

Размещено на Allbest.ru