Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Міністерство транспорту та зв'язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра Системи електричної тяги

Контрольна робота

Електричні апарати

Перевірив доцент

О.Д. Супрун

Розробив студент

групи 10-III -ЕТ

В.М . Носик

1. Визначення магнітної провідності неробочого повітряного зазору

1.1 Знаходимо величину неробочого повітряного зазору

, м.

1.2 Розбиваємо поле між якорем і скобою на прості фігури

1 - прямокутний паралелепіпед розмірами a, b і д_н;

2 - половина порожнього циліндра довжиною a, внутрішній діаметр д_н і зовнішній - д_н + 2a;

2' - половина порожнього циліндра довжиною b, внутрішній діаметр д_н і зовнішній - д_н + 2a;

3 - половина циліндра довжиною a і діаметром д_н;

3' - половина циліндра довжиною b і діаметром д_н;

4 - чверть порожнього циліндра довжиною b, внутрішній радіус д_н, зовнішній - д_н + a;

5 - чверть циліндра довжиною b і радіусом д_н;

6 - квадрант кульової оболонки діаметром д_н + 2a;

6' - квадрант кульової оболонки діаметром 2(д_н + a);

7 - кульовий квадрант діаметром д_н;

7' - кульовий квадрант діаметром 2д_н.



1.3 У відповідності з рис.1 визначаємо магнітні провідності окремих фігур

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн.

1.4 Визначаємо повну магнітну провідність неробочого повітряного зазору

2. Визначення магнітної провідності робочого повітряного зазору

2.1 Вибираємо мінімальне значення робочого повітряного зазору

д_min=0,001м

2.2 Визначаємо максимальне значення робочого повітряного зазору

д_max = l·tgб_max = 0,08·tg0,28 = 0,023м.

2.3 Вибираємо наступні значення робочого повітряного зазору

д₁ = д_min = 0,001м;

д₂ = 0,003м;

д₃ = 0,009м;

д₄ = 0,014м;

д₅ = 0,019м;

д₆ = 0,023м.

По формулі В.В.Вишниовського визначаємо магнітні провідності для обраних значень робочого повітряного зазору:

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

Гн;

3. Побудова вебер-амперних характеристик магнітного кола електромагніту

3.1 Визначаємо площі перетину осердя, скоби і якорі

м²;

S_ск = S_я = a·b = 0,01·0,1 = 1·10^-3 м².

Як видно, S_ск < S_c, отже, розрахунок ведемо по скобі.

3.2 Задаємося наступними значеннями магнітної індукції в скобі

B_ск1 = 0,6Тл;

B_ск2 = 0,8Тл;

B_ск3 = 1,2Тл;

B_ск4 = 1,4Тл;

B_ск5 = 1,6Тл;

B_ск6 = 1,8Тл.

3.3 По заданій кривій намагнічування (таблиця 1.1) для обраних значень індукції в скобі B_ск знаходимо напруженості поля скоби

H_ск1 = 90А/м;

Н_ск2 = 133А/м;

Н_ск3 = 444А/м;

Н_ск4 = 1410А/м;

Н_ск5 = 5980А/м;

Н_ск6 = 18100А/м.

Таблиця 1.1 Залежності В = f(Н) для сталі 1411.

В, Тл	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
Н, А/м	67	90	133	217	444	1410	5980	18100	88300

3.4 Визначаємо величину магнітного потоку при обраних значеннях магнітної індукції

Ф₁ = B_ск1·S_ск = 0,6·1·10^-3 = 0,6·10^-3Вб;

Ф₂ = B_ск2·S_ск = 0,8·1·10^-3 = 0,8·10^-3Вб;

Ф₃ = B_ск3·S_ск = 1,2·1·10^-3 = 1,2 ·10^-3Вб;

Ф₄ = B_ск4·S_ск = 1,4·1·10^-3 = 1,4·10^-3Вб;

Ф₅ = B_ск5·S_ск = 1,6·1·10^-3 = 1,6·10^-3Вб;

Ф₆ = B_ск6·S_ск = 1,8·1·10^-3 = 1,8·10^-3Вб.

3.5 Визначаємо магнітну індукцію в осерді

Тл;

Тл;

Тл;

Тл;

Тл;

Тл.

3.6 Використовуючи задану криву намагнічування (таблиця 1.1) знаходимо напруженості поля осердя

H_с1 = 80А/м;

Н_с2 = 105А/м;

Н_с3 = 220А/м;

Н_с4 = 400А/м;

Н_с5 = 1025А/м;

Н_с6 = 3855А/м.

3.7 Визначаємо падіння магнітних потенціалів у осерді, скобі, якорі і неробочому повітряному зазорі

F_c1 = H_c1·h = 80·0,13 = 10,4 А;

F_c2 = H_c2·h = 105·0,13 = 13,65 А;

F_c3 = H_c3·h = 220·0,13 = 28,6 А;

F_c4 = H_c4·h = 400·0,13 = 52 А;

F_c5 = H_c5·h = 1025·0,13 = 133,25 А;

F_c6 = H_c6·h = 3855·0,13 = 501,15 А;

F_cк1 = H_cк1·(l + h) = 90(0,08 + 0,13) = 18,9 А;

F_cк2 = H_cк2·(l + h) = 133(0,08 + 0,13) = 27,93 А;

F_cк3 = H_cк3·(l + h) = 444(0,08 + 0,13) = 93,24 А;

F_cк4 = H_cк4·(l + h) = 1410(0,08 + 0,13) = 296,1 А;

F_cк5 = H_cк5·(l + h) = 5980(0,08 + 0,13) = 1255,8 А;

F_cк6 = H_cк6·(l + h) = 18100(0,08 + 0,13) = 3801 А;

F_я1 = H_cк1·l = 90·0,08 = 7,2 А;

F_я2 = H_cк2·l = 133·0,08 = 10,64 А;

F_я3 = H_cк3·l = 444·0,08 = 35,52 А;

F_я4 = H_cк4·l = 1410·0,08 = 112,8 А;

F_я5 = H_cк5·l = 5980·0,08 = 478,4 А;

F_я6 = H_cк6·l = 18100·0,08 = 1448 А;

А;

А;

А;

А;

А;

А;

3.8 Знаходимо падіння магнітного потенціалу в сталі і на робочому повітряному зазорі

F_У1 = F_c1 + F_ск1 + F_я1+ F_дн1 = 10,4+18,9+7,2+508,404=544,904 А;

F_У2 = F_c2 + F_ск2 + F_я2+ F_дн2 = 13,65+27,93+10,64+677,872=730,092 А;

F_У3 = F_c3 + F_ск3 + F_я3+ F_дн3 = 28,6+93,24+35,52+1016,808=1174,168 А;

F_У4 = F_c4 + F_ск4 + F_я4+ F_дн4 = 52+296,1+112,8+1186,276=1647,176 А;

F_У5 = F_c5 + F_ск5 + F_я5+ F_дн5 = 133,25+1255,8+478,4+1355,744=3223,194 А;

F_У6 = F_c6 + F_ск6 + F_я6+ F_дн6 = 501,15+3801+1448+1525,211=7275,361 А.

Результати розрахунків зводимо в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 Результати розрахунку магнітного ланцюга.

Вс, Тл	0,502	0,67	1,005	1,172	1,339	1,507
Нс, А/м	80	105	220	400	1025	3855
Вск, Тл	0,60	0,80	1,20	1,40	1,60	1,80
Нск, А/м	90	133	444	1410	5980	18100
Ф, Вб	0,6·10-3	0,8·10-3	1,2·10-3	1,4·10-3	1,6·10-3	1,8·10-3
Fс, А	10,4	13,65	28,6	52	133,25	501,15
Fск, А	18,9	27,93	93,24	296,1	1255,8	3801
Fя, А	7,2	10,64	35,52	112,8	478,4	1448
Fдн, А	508,404	677,872	1016,808	1186,276	1355,744	1525,211
FУ, А	544,904	730,092	1174,168	1647,176	3223,194	7275,361

3.9 По даним таблиці 1.2 будуємо вебер-амперну характеристику сталі і неробочого повітряного зазору Ф = f(F_я)

3.10 Вирішуючи графічно рівняння

F_д = Iw - F_У,

будуємо вебер-амперну характеристику робочого повітряного зазору Ф=f(F_д) (рис. 2).

4. Визначення падіння магнітного потенціалу в робочому повітряному зазорі

4.1 Задаємося значенням магнітного потоку Ф₀ = 0,86·10^-3 Вб і знаходимо падіння магнітних потенціалів у робочому повітряному зазорі при магнітному потоці, рівному Ф₀

А;

А;

А;

А;

А;

А.

4.2 Через отримані точки і початок координат проводимо прямі до перетинання із кривою Ф = f(F_д)

Опускаючи із точок перетинання перпендикуляри на вісь абсцис, отримуємо падіння магнітних потенціалів у робочому повітряному зазорі при відповідних значеннях зазору:

F_д1 = 595 А;д₁ = 0,001 м;

F_д2 = 1550 А;д₂ = 0,003 м;

F_д3 = 3955 А;д₃ = 0,009 м;

F_д4 = 4610 А;д₄ = 0,014 м;

F_д5 = 4860 А;д₅ = 0,019 м;

F_д6 = 4980 А;д₆ = 0,023 м.

5. Визначення похідної від магнітної провідності робочого повітряного зазору по величині зазору і побудова тягової характеристики

5.1 Визначаємо значення похідної від магнітної провідності робочого повітряного зазору по величині зазору

Гн/м

Гн/м;

Гн/м;

Гн/м;

Гн/м.

5.2 Визначаємо тягові зусилля, що діють на якір

Н;

Н;

Н;

Н;

Н;

Н.

5.3 Результати розрахунків зводимо в підсумкову таблицю 1.3 і по її даним будуємо тягову характеристику Q_т=f(д)

Таблиця 1.3 Результати розрахунку тягового зусилля.

д, м	0,001	0,003	0,009	0,014	0,019	0,023
Fд, А	595	1550	3955	4610	4860	4980
, Гн/м	-2565 ·10-6	-328 ·10-6	-38,3 ·10-6	-16 ·10-6	-8,7 ·10-6	-5,95 ·10-6
Qт, Н	454,037	394,072	299,449	169,641	102,799	73,784

6. Побудова погодженої механічної характеристики

магнітна провідність потенціал електромагніт

Відповідно до отриманої тягової характеристики Q_т = f(д) (рис.3), визначаємо протидіючі зусилля в характерних точках:

Q_м1 = 0,75 Q_т1 = 0,75 · 73,784 = 55,338 Н;

Q_м2 = 0,75 Q_т2 = 0,5 · 299,449 = 149,725 Н, д = 0,4д_max = 0,009 м;

Q_м3 = 0,75 Q_т3 = 0,8 · 299,449 = 239,559 Н;

Q_м4 = 0,75 Q_т4 = 0,8 · 454,037 = 363,229 Н.

За результатами розрахунків протидіючих зусиль будуємо погоджену механічну характеристику Q_т = f(д) (рис. 3).

При побудові погодженої механічної характеристики силами тертя та інерції знехтувати, а твердість пружин прийняти постійною. У цьому випадку механічна характеристика буде являти собою ламану лінію.

Для зручності співставлення характеристики Q_т = f(д) і Q_м = f(д) зображуються в одному квадранті. У дійсності, сили Q_т і Q_м спрямовані в протилежні сторони.

Для забезпечення надійного і чіткого включення реле тягова характеристика Q_т = f(д) повинна бути розташована вище характеристики Q_м = f(д) протидіючих сил.

Размещено на Allbest.ru