РОЗРАХУНОК ТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Ucraineana

ALTE DOCUMENTE

ДІАГНОСТИКА МАЙНА І РИНК

ВЗАЄМОВІДНОСИНИ ОРГАНІ&#

ЗОБОВ’ЯЗАННЯ, ЩО ВИНИКАЮТ

ФІЗИЧНИЙ ПРАКТИКУМ З ОПТ

ВИЗНАЧЕННЯ КУТА МІЖ ДЗЕР

ЛОГІЧНІ ЗАСОБИ ОБҐРУНТУ&

РЕЧОВЕ ПРАВО

Зовнішньоекономічна ді&#

Земельна реформа і систе

ХАРАКТЕРИСТИКА ПІДПРИЄ&#

ВКАЗІВКИ

з дисциплін

На тему : РОЗРАХУНОК ТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТ&# 939d31j 1056;ОМАГНІТІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

1. РОЗРАХУНОК ТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТ&# 939d31j 1056;ОМАГНІТІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

_max

початкові значення з таблиці №1, перша строчка, зі стовбців № 2,3,4,5,6,7,8,9, 11, марка сталі 2111 наведена у таблиці №5

Для кожної фігури магнітна провідність G_i, приблизно може бути визначена як відношення середньої величини поперечного перерізу S_сер до середньої довжини магнітної лінії l_сер:

(4.6)

Якщо середнє значення визначити важко, то магнітну провідність G_i такої фігури знаходять з формули:

, (4.7)

V_i – об’єм i фігури.

Загальна магнітна провідність зазору G_δ_н дорівнює сумі магнітних провідностей окремих фігур:

, (4.8)

– кількість окремих простих фігур.

. (

1 – прямокутний паралелепіпед розмірами a, b і δ_н;

2 – половина порожнього циліндра довжиною a, внутрішній діаметр δ_н і зовнішній δ_н + 2a

половина порожнього циліндра довжиною b, внутрішній діаметр δ_н і зовнішній δ_н + 2a

3 – половина циліндра довжиною a і діаметром δ_н;

половина циліндра довжиною b і діаметром δ_н;

4 – чверть порожнього циліндра довжиною b, внутрішній радіус δ_н, зовнішній δ_н + a;

5 – чверть циліндра довжиною b і радіусом δ_н;

1. Вибираємо мінімальне значення робочого повітряного зазору δ_min у межах 0,000 5 ÷ 0,001 м.

2. Визначаємо максимальне значення робочого повітряного зазору δ_max:

_max = l tgα_max

3. У межах δ_min ÷ δ_max вибираємо п'ять, шість значень і з формули (4.5) визначаємо для них магнітні провідності.

1. Визначаємо площі перетину осердя S_о, скоби S_ск, якоря S_я і порівнюємо їх величини

; (4.11)

S = S ab (4.12)

У залежності від співвідношення величин площ перетину осердя S_о і скоби (якоря) S_ск подальший розрахунок доцільно починати з найменшого перетину, тому при виконанні умови S_о < S_ск розрахунок ведемо по осердю, а при S_ск < S_о – по скобі.

= f(В_о); S_о < S_ск; (4.13)

= f(В_ск); S_ск < S_о. (4.14)

S; S_о < S_ск; (

S; S_ск < S_о. (4.16)

S; S_о < S_ск; (

S; S_ск < S_о. (4.18)

= f(В_ск); S_о < S_ск; (4.

= f(В_о); S_ск < S_о. (4.20)

, (4.21)

В – магнітна індукція, отримана з виразу (4.17) або (4.18);

7. Визначаємо спад магнітних потенціалів у осерді F_о, скобі F_ск, якорі F_я і неробочому повітряному зазорі F_δ_н:

F h (4.22)

F (l + h), (4.23)

F l (4.24)

F_δ = Ф/G_δ (4.25)

8. Знаходимо спад магнітних потенціалів F_Σ у сталі та неробочому повітряному зазорі:

F_Σ = F + F + F + F_δ (







F
F
F
F_δ
F_Σ

10. Будуємо вебер-амперну характеристику робочого повітряного зазору. Для цього на отриманому графіку відкладаємо задану намагнічувальну силу обмотки (точка b на рис. 4.3) і проводимо вертикальну пряму до перетину з кривою 1. Потім, віднявши із намагнічувальної сили обмотки спад магнітних потенціалів у сталі та неробочому повітряному зазорі при незмінних значеннях магнітного потоку, тобто вирішивши графічно рівняння (4.3)

F_δ = Iw – F_Σ

отримаємо залежність Ф= f(F_δ).

. (4.27)

Значення провідності робочого повітряного зазору G_δ для обраних значень зазору були отримані раніше.

Через отримані точки і початок координат проводимо прямі до перетину з кривою Ф = f(F_δ) і знаходимо спад магнітних потенціалів F_δ у робочому повітряному зазорі.

1. Беремо значенням магнітного потоку Ф₀ рівним половині максимального на рис. 4.3 і знаходимо спад магнітних потенціалів при кожному значенні робочого повітряного зазору з формули (4.27). Через отримані точки і початок координат проводимо промені до перетину з кривою Ф = f(F_δ).

. (4.28)

Підставляючи значення δ, для яких визначалася провідність G_δ, отримаємо відповідні значення похідної . Потім можна з формули (4.1) визначити тягове зусилля, що діє на якір.

1. Визначаємо значення похідної , підставляючи у формулу (4.28) обрані раніше значення δ від δ_min до δ_max.

4. За даними табл. 4.11 будуємо тягову характеристику електромагніта Q = f(δ) (рис. 4.5).


F_δ
, Гн/м
Q

Як приклад на рис. 4.6 наведений ескіз, а на рис. 4.5 статичні характеристики – тягова Q_Т = f(δ) і механічна Q_М = f(δ) електромагнітного реле, що має нерухомі К_н і рухомі К_п контакти (містковий контактний вузол).

Q f d

d_max

d_min

У процесі ввімкнення (замикання контактів і якоря) залежність Q_Т = f(δ) виходить у результаті розрахунків тягового зусилля електромагніта.

Опір руху чинять сила Q_пр1 пружини 1, що вимикає, і сила Q_пр2 контактної пружини 2 (остання починає діяти з моменту замикання контактів).

Сума приведених сил пружин Q_пр1 і Q_пр2, що створюють опір руху при ввімкненні реле, виражається характеристикою протидіючих при ввімкненні сил Q_М = f(δ).

Для зручності зіставлення характеристики Q_Т = f(δ) і Q_М = f(δ) зображуються в одному квадранті. У дійсності сили Q_Т і Q_М спрямовані у протилежні боки.

Для забезпечення надійного і чіткого вмикання реле тягова характеристика Q_Т = f(δ) повинна бути розташована вище від характеристики Q_М = f(δ) протидіючих сил.

Бажану механічну характеристику для даного електромагнітного реле можна побудувати таким способом. При максимальному повітряному зазорі якоря δ_max для ввімкнення електромагнітного реле приведені протидіючі сили Q_М = f(δ_max) повинні бути менше від сили тяги Q_Т = f(δ_max) на 20 – 30 %, тобто для точки 1 (рис. 4.5) можна записати

Q = (0,7 ÷ 0,9) Q_Т1, (4.29)

Q_М1 – величина приведеного протидіючого зусилля пружин у точці 1;

Q = (0,4 ÷ 0,5) Q_Т2, δ ≈ δ_max, (4.30)

Q_М2 – величина приведеного протидіючого зусилля пружин у точці 2;

Починаючи з моменту торкання контактів (точка 2) протидіюче зусилля створює і контактна пружина 2 (рис. 4.6). Оскільки контактна пружина 2 попередньо стиснута, протидіюче зусилля в точці 3 стрибком зростає до величини Q_М3 (рис. 4.5):

Q = (0,7 ÷ 0,8) Q_Т3, Q_Т3 = Q_Т2, (4.31)

Q_М3 – величина приведеного протидіючого зусилля пружин у точці

На ділянці 3 – 4 (рис. 4.5) протидіюче зусилля створюється як відключаючою пружиною 1, так і контактною пружиною 2. Наприкінці ходу якоря δ = δ_min (точка 4) протидіюче зусилля може бути визначене по виразу

Q = (0,7 ÷ 0,8) Q_Т4, (4.32)

Q_М4 – величина приведеного протидіючого зусилля пружин у точці 4;

З'єднавши точки 1, 2, 3 та 4, отримаємо погоджену механічну характеристику Q_М = f(δ) (рис. 4.5).

1. Відповідно до отриманої тягової характеристики Q_Т = f(δ) визначаємо величини робочих повітряних зазорів, що відповідають характерним точкам механічної характеристики (точки 1, 2, 3, 4), і тягові зусилля Q_Т1, Q_Т2, Q_Т3, Q_Т4 у цих точках.

2. З формул (4.29), (4.30), (4.31) і (4.32) визначаємо протидіючі зусилля Q_М1, Q_М2, Q_М3, Q_М4.

3. Будуємо погоджену механічну характеристику Q_М = f(δ) (рис. 4.5).

d max = 0.25 рад; d n = 0.040 м; d с = 0.033 м; h = 0.096 м;

а = 0.008 м; в = 0.085 м; ω = 2900 А l = 0.052 м;

сталь I2II.

Визначення магнітної провідності не робочого повітряного зазору .

неробочого повітряного зазору

а 0,008

бн = ------- tg d max = ---------· tg 0,25= 0,0001021 = 10,21 · 10 ^–4

магнітну провідність:

а · в 0,008 · 0,085

G₁ ----- ----- ------- = 4 · 10 ^–7----- ----- ---------- = 0,837 · 10 ^–6 Гн.

бн 10,21 · 10 ^–4

Где: µ_о = 4 · 10 ^–7, Гл/м – магнітна постійна.

2 а 2 · 0,008

G₂ ----- ----- ------- = 4 · 10 ^–7----- ----- ------------- = 0,0072 · 10 ^–6 Гн.

бн 10,21 · 10 ^–4

( -----+ 1) 3,1416 ( ------------- + 1)

а 0,008

2 в 2 · 0,085

G₂ = µ_о ----- ----- ------- = 4 ·10 ^–7----- ----- ------------- = 0,0767 · 10 ^–6 Гн.

бн 10,21 · 10 ^–4

( -----+ 1) 3,1416 ( ----- ----- ----- + 1)

а 0,008

G₃ · 0,26 · а = 4 · 10 ^–7· 0,26 · 0,008 = 0,00206 · 10 ^–6 Гн.

G₃ = µ_о · 0,26 · в = 4 · 10 ^–7· 0,26 · 0,085 = 0,0278 · 10 ^–6 Гн.

2 в 2 · 0,085

G₄ ----- ----- ------- = 4 ·10 ^–7----- ----- --------------- = 0,0427 · 10 ^–6 Гн.

бн 10,21 · 10 ^–4

( -----+ 0,5) 3,1416 ( ------------- + 0,5)

а 0,008

G₅ · 0,52 · в = 4 · 10 ^–7· 0,52 · 0,085 = 0,0555 · 10 ^–6 Гн.

а 0,008

G₆ = G₆_` = µ_о -------- = 4 ·10 ^–7----- ----- ----- = 0,0025 · 10 ^–6 Гн.

4 4

G₇ = µ_о · 0,077 · бн = 4 · 10 ^–7· 0,077 · 10,21 · 10 ^–4 = 0,0001 · 10 ^–6 Гн.

G_7` = µ_о· 0,077 ·2бн = 4 · 10^–7· 0,077 · 2 · 10,21 ·10^–4 = 0,0002 · 10 ^–6 Гн.

і =7

G_б = Σ G _і= (0,837 + 0,0072 + 0,0767 + 0,00206 + 0,0278 + 0,0427 +

і =1

+ 0,0555 + 0,0025 + 0,0001 + 0,0002) · 10 ^–6 = 1,052 · 10 ^–6 Гн.

Вибираємо мінімальне значення повітряного зазору б min = 0,001 м.

б max = l tg d max = 0,052 tg 0,25 = 0,0133 м.

б₁ = б min = 0,001 м;

б₂ = 0,002 м;

б₃ = 0,005 м;

0,008 м;

б₅ = 0,010 м;

б₆ = б max = 0,0133 м.

d n ² 0,040²

Gб₁ = µ_о ----- ----- --------- ----- ------ = 4 ·10 ^–7-------- ----- ------ -- =

0,00233 d n + 1,068 ·б₁ 0,00233 · 0,040+1,068 · 0,001

= 1,732 · 10 ^–6 Гн;

d n ² 0,040²

Gб₂ = µ_о ----- ----- --------- ----- ------ = 4 ·10 ^–7-------- ----- ------ -- =

0,00233 d n + 1,068 ·б₂ 0,00233 · 0,040+1,068 · 0,002

= 0,902 · 10 ^–6 Гн;

d n ² 0,040²

Gб₃ = µ_о ----- ----- --------- ----- ------ = 4 ·10 ^–7-------- ----- ------ -- =

0,00233 d n + 1,068·б₃ 0,00233 · 0,040+1,068 · 0,005

= 0,370 · 10 ^–6 Гн;

d n ² 0,040²

Gб₄ = µ_о ----- ----- --------- ----- ------ = 4 ·10 ^–7-------- ----- ------ -- =

0,00233 d n + 1,068·б₄ 0,00233 · 0,040+1,068 · 0,008

= 0,233 · 10 ^–6 Гн;

d n ² 0,040²

Gб₅ = µ_о ----- ----- --------- ----- ------ = 4 ·10 ^–7-------- ----- ------ -- =

0,00233 d n + 1,068·б₅ 0,00233 · 0,040+1,068 · 0,010

= 0,187 · 10 ^–6 Гн;

d n ² 0,040²

Gб₆ = µ_о ----- ----- --------- ----- ------ = 4 ·10 ^–7-------- ----- ------ -- =

0,00233 d n + 1,068·б₆ 0,00233 · 0,040+1,068 · 0,0133

= 0,162 · 10 ^–6 Гн.

Побудова вебер - амперних характеристик магнітного ланцюга електромагніту.

d с ² 3,1416 · 0,03

Sс = ----- ----- ----- = ----- ----- ------------ = ·10 ^–3 м² ;

Sск = Sя = а · в = 0,00 2 .

Як видно Sск < Sс, отже, розрахунок ведемо по скобі.

Вск₁ = 0,6 Тл; Вск₃ = 1,2 Тл; Вск₅ = 1,6 Тл;

Вск₂ = 0,8 Тл; Вск₄ = 1,4 Тл; Вск₆ = 1,8 Тл.

Нск₁ = 211 А/м; Нск₃ = 843 А/м; Нск₅ = 4370 А/м;

Нск₂ = 318 А/м; Нск₄ = 1580 А/м; Нск₆ = 12800 А/м.

магнітного потоку при вибраних значеннях магнітної індукції:

Ф₁ = Вск₁ · Sск = 0,6 · 0,68 · 10 ^–3 = 0,41· 10 ^–3 Вб;

Ф₂ = Вск₂ · Sск = 0,8 · 0,68 · 10 ^–3 = 0,54 · 10 ^–3 Вб;

Ф₃ = Вск₃ · Sск = 1,2 · 0,68 · 10 ^–3 = 0,82 · 10 ^–3 Вб;

Ф₄ = Вск₄ · Sск = 1,4 · 0,68 · 10 ^–3 = 0,95 · 10 ^–3 Вб;

Ф₅ = Вск₅ · Sск = 1,6 · 0,68 · 10 ^–3 = 1,09 · 10 ^–3 Вб;

Ф₆ = Вск₆ · Sск = 1,8 · 0,68 · 10 ^–3 = 1,22 · 10 ^–3 Вб;

Ф₁ 0,41 · 10 ^–3

Вс₁ = ----------- = ----- ----- ------- = 0,48 Тл;

Sс 0,855 ·10 ^–3

Ф₂ 0,54 · 10 ^–3

Вс₂ = ----------- = ----- ----- ------- = 0,64 Тл;

Sс 0,855 ·10 ^–3

Ф₃ 0,82 · 10 ^–3

Вс₃ = ----------- = ----- ----- ------- = 0,95 Тл;

Sс 0,855 ·10 ^–3

Ф₄ 0,95 · 10 ^–3

Вс₄ = ----------- = ----- ----- ------- = 1,11 Тл;

Sс 0,855 ·10 ^–3

Ф₅ 1,09 · 10 ^–3

Вс₅ = ----------- = ----- ----- ------- = 1,27 Тл;

Sс 0,855 ·10 ^–3

Ф₆ 1,22 · 10 ^–3

Вс₆ = ----------- = ----- ----- ------- = 1,43 Тл.

Sс 0,855 ·10 ^–3

В – В₁

В₂ – В₁

Ф = В_ск · S S< S

Н – напруженість поля, відповідна магнітній індукції В;

В₁ , В₂ – найближчі табличні (таблиця 1) менше і більше до В значення магнітної індукції;

Н₁, Н₂ – напруженості поля, відповідні магнітним індукціям В1 і В2.

Зависимость В = F

Таблица 1

А/м_;

0,6 – 0,4

0,64 – 0,6

Нс₂ = 211 + ----------- (318 – 211) = 230 Ам;

0,8 – 0,6

0,95 – 0,8

Нс₃ = 318+ ----------- (502 – 318) = 460 Ам;

0,1 – 0,8

1,11 – 1,0

Нс₄ = 502 + ----------- (843 – 502) = 695 Ам;

1,2 – 1,0

1,27 – 1,2

Нс₅ = 843 + ----------- (1580 – 843) = 1109 Ам;

1,4 – 1,2

1,43 – 1,4

Нс₆ = 1580 + ----------- (4370 – 1580) = 2014 Ам;

1,6 – 1,4

F h

F l h) = 211 ( 0,052 + 0,096) = 31,23 А;

F l h) = 318 ( 0,052 + 0,096) = 47,06 А;

F l h) = 843 ( 0,052 + 0,096) = 124,76 А;

F l h) = 1580 ( 0,052 + 0,096) = 233,84 А;

F l h) = 4370 ( 0,052 + 0,096) = 646,76 А;

F l h) = 12800 ( 0,052 + 0,096) = 1894,40 А.

F l = 211 · 0,052 = 10,97 А;

F l = 318 · 0,052 = 16,54 А;

F l = 843 · 0,052 = 43,84 А;

F l = 1580 · 0,052 = 82,16 А;

F l = 4370 · 0,052 = 227,24 А;

F l = 12800 · 0,052 = 665,60 А.

Ф₁ 0,41 · 10 ^–3

G 1,052 · 10 ^–6

Ф₂ 0,54 · 10 ^–3

G 1,052 · 10 ^–6

Ф₃ 0,82 · 10 ^–3

G 1,052 · 10 ^–6

Ф₄ 0,95 · 10 ^–3

Gбн 1,052 · 10 ^–6

Ф₅ 1,09 · 10 ^–3

G 1,052 · 10 ^–6

Ф₆ 1,22 · 10 ^–3

G 1,052 · 10 ^–6

F F F F F

Вс , Тл
Нс , А/м
Вск , Тл
Нск, А/м
Ф , Вб	0,41·10 ^–3	0,54·10 ^–3	0,82·10 ^–3	0,95·10 ^–3	1,09·10 ^–3	1,22·10 ^–3
Fс , А
F
Fя, А
F
F

f F

Вирішуючи графічно рівняння:: Fб_1-6 = ω - F

характеристику робочого зазору Ф = f F

3. Визначення падіння магнітного потенціалу в робочому повітряному зазорі.

Задаємося значенням магнітного потоку Ф_о = 0,35 · 10 ^–3 , Вб і знаходимо падіння магнітних потенціалів в робочому повітряному зазорі при магнітному потоці, рівному Ф_о:

Ф_о0,35 · 10 ^–3

Fб`₁ = ------- = ----- ----- -------- = 161 А;

Gб₁2,170 · 10 ^–6

Ф_о0,35 · 10 ^–3

Fб`₂ = ------- = ----- ----- -------- = 308 А;

Gб₂1,136 · 10 ^–6

Ф_о0,35 · 10 ^–3

Fб`₃ = ------- = ----- ----- -------- = 749 А;

Gб₃0,467 · 10 ^–6

Ф_о0,35 · 10 ^–3

Fб`₄ = ------- = ----- ----- -------- = 1190 А;

Gб₄0,294 · 10 ^–6

Ф_о0,35 · 10 ^–3

Fб`₅ = ------- = ----- ----- -------- = 1480 А;

Gб₅0,236 · 10 ^–6

Ф_о0,35 · 10 ^–3

Fб`₆ = ------- = ----- ----- -------- = 2530 А.

Gб₆0,139 · 10 ^–6

Ф = f F

f F_S

F_d

F’_d

f F_d

F_d

F’_d

Fб₁ = 483 А; б₁ = 0,001 м;

Fб₂ = 883 А; б₂ = 0,002 м;

F б₃ = 0,005 м;

F б₄ = 0,008 м;

F б₅ = 0,010 м;

F б₆ = 0,0115 м.

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

d G 1,068 dn