РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ СЕРДЕЧНИКА И КАТУШКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Для обеспечения надежной работы электромагнита критическая электромагнитная сила должна несколько превышать соответствующую этому зазору противодействующую силу, т.е. . Исходя из опыта проектирования и эксплуатации электромагнитов значение коэффициента запаса k для наиболее неблагоприятных условий эксплуатации контакторов рекомендуется [4, стр. 12] принимать k = 1,3.

Н.

Требования, предъявляемые к электромагнитам в различных областях техники, привели к большому разнообразию конструктивных форм и исполнения электромагнитов.

Широкое распространение нашли электромагниты имеющие прямолинейное перемещение якоря – прямоходовой якорь. При большом ходе механизма, а следовательно якоря, целесообразно применять данный вид электромагнитов.

Имеется метод выбора оптимальной конструктивной формы по геометрическому показателю, основанный на ряде выполненных расчетов и экспериментов по электромагнитам различных конструктивных форм.

Для электромагнитов переменного тока геометрический показатель определяется по [2, стр. 256, формула 10-1]

Н^0,5/м=0,378 кгс^0,5/см.

Каждой конструктивной форме электромагнита, спроектированного оптимально по экономичности в отношении массы, соответствует определенный диапазон Г, при котором удельный расход материала является наименьшим. Согласно [2, стр. 257, табл. 10-2] для электромагнитов переменного тока при Н^0,5/м, целесообразно принимать электромагнит – шихтованный из штампованных пластин с прямоходовым Ш-образным якорем и броневой.

Принимаем согласно выбранному прототипу контактору ПМЕ вышеназванную конструкцию электромагнита. Также по прототипу принимаем каркасную катушку.

Для изготовления магнитопроводов применяют магнитомягкие низкоуглеродистые материалы. Для аппаратов переменного тока почти исключительно – кремнистые электротехнические стали. Принимаем магнитопровод выполненный из листовой электротехнической стали марки 1211 толщиной 0,5 см.

Рисунок 11 – Разработка эскиза Ш-образного электромагнита

При предварительном расчете размеров сердечника магнитопровода величину индукции в рабочем воздушном зазоре при отпущенном якоре ориентировочно выбираем по величине геометрического показателя по графикам [2, стр. 267, рис. 10-9]. Принимаем Тл.

Для расчета площади используется уравнение электромагнитной силы Максвелла. Для электромагнитов переменного тока площадь сечения определяется по [2, стр. 275, формула 10-7]

м².

Для шихтованных магнитопроводов оптимальное соотношение сторон прямоугольного сечения сердечника a/b=1 [2, стр. 277], по условиям работы и изготовления катушки магнитопровода. Т.о. с учетом того, что согласно [2, стр. 277, формула 10-12]

,

где k_З.СТ. – коэффициент заполнения сечения пакета сталью, учитывающий изоляционные слои окалины и лака; для листов толщиной 0,5 мм k_З.СТ. = 0,95 [2, стр. 277] получаем размеры сердечника равные a= b=15 мм =1,5 см.

Определяем размеры катушки

Высота обмотки: мм,

где h - безразмерный коэффициент, h = 0,5¸0,8 [5, стр. 161].

Длина обмотки: мм,

где x - безразмерный коэффициент x = 1,5 ¸ 3 [5, стр. 162].

Изоляционный зазор: D = n·a =0,2∙15 =3 мм,

где n = 0,2¸0,5 – отношение изоляционного зазора к главному размеру,

Ширина крайних полюсов: a1= U∙a = 0,6∙15 =9 мм,

где U = 0,55¸0,65 – отношение ширины бокового полюса к ширине главного полюса,

Ширина окна: с = h_ОБ +D = (h+n)·а =(0,8+0,2)∙15= 15 мм.

Высота окна: H=H₁+H₂ =()a = мм,

Принимаем из прототипа отношение Н₁:Н₂» 1:2, тогда Н₁= 10 мм, Н₂=24,5 мм.

На рис. 12 изображен эскиз электромагнита в соответствии с полученными результатами расчета.

Рисунок 12 – Эскиз электромагнита

Поиск по сайту: