Репетитор по электроэнергетике
Возникли сложности с электроэнергетикой и электротехникой? Свяжитесь с репетитором по электроэнергетике!
Исследование тяговых характеристик электромагнитов постоянного токаГурова Е.Г., доценты каф. Электротехнических комплексовЗоригт О., Немерович Е.О., Пушкарёва И.А. студенты 4 курса ФМА Д.М. Герасимова, магистрант ФМА ФГБОУ ВПО «НГТУ»
Электромагниты получили настолько широкое распространение, что трудно назвать область техники, где бы они не применялись в том или ином виде. Они содержатся во многих бытовых приборах — электробритвах, магнитофонах, телевизорах и т.п. Устройства техники связи — телефония, телеграфия и радио немыслимы без их применения. Электромагнитными называются устройства, предназначенные для создания в определенном пространстве магнитного поля с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током. В электромагнитах постоянного тока рабочий магнитный поток создается с помощью обмотки постоянного тока. Действие таких электромагнитов не зависит от направления тока в обмотке, они наиболее экономичны и благодаря разнообразию конструктивных исполнений их легко приспосабливать в различных конструкциях к различным условиям работы. Поэтому они получили наибольшее распространение.Физические процессы происxодящие в электромагнитаx, очень сложны.Они описываются сложными линейными уравнениями. Поэтому до последного времени инженерные расчеты электромагнитов производилось по упрощенным приближенным формулам. Требования, предъявляемые к электромагнитам в различныx областяx теxники, привели к большому разнообразию конструктивныx форм и исполнений электромагнитов. В настоящее время изготовляются от миниатюрныxс размерами миллиметров, до большиx с размерами, измеряемыми метрами ; масса иxот несколькиxграммов (у реле, датчиков) до несколькиxтысяч килограммов (подъемные, cеператорные) , они развивают тяговыx усилия от долей грамма до десятков тонн, могут перемещать якорем нагрузку на расстояние от единиц микроп до
1. Исходные данные.
1. Тяговая электромагнитная сила PЭМ =15 Н; 2. Номинальное напряжение UН=220 В; 3. Конструкция электромагнита клапанная; 4. Ход якоря δ=2.5*10-3 м; 5. Температура окружающего воздуха 20 0C 6. Охлаждение естественное; 7. Исполнение открытое; 8. Режим работы длительный;
Тяговая сила PЭМ, развиваемая электромагнитом, вычисляется по формуле полученной на основе баланса энергии (энергетическая формула). В условиях равномерного распределения индукции в рабочем воздушном зазоре эта формула преобразуется в формулу Максвелла: Вб- это индукция в воздушном зазоре, Тл. S — площадь полюса, Задав Вб=1.1 Тл, можно определить: Для электромагнита клапанного типа (ЭМК) площадь полюса: а диаметр стержня: Магнитодвижущая сила обмотки (МДС): F=2kHδδ, А. где k — коэффициент падения МДС в стали. δ=0.0025 м — ход якоря.
— напряженность магнитного поля в воздушном зазоре.
Отсюда следует что: F=2kHδδ=4510.3503 А. Среднее значение магнитной индукции в стали магнитопровода: Bc=B,*σ= 1,1 Тл. где σ=1 — коэффициент рассеивания магнитного потока. По основной кривой намагничивания для низкоуглеродистой стали, находим среднее значение магнитной напряженности Hc в стали магнитопровода. Hc =600. Сторона квадрата окна под обмотку возбуждения ЭМК: где падение МДС (магнитного напряжения) в стали.Средняя длина витков обмотки ЭМК: Сечение провода (по меди): где Диаметр провода (по меди): Округляем до стандартного значения из таблицы № 2. По таблице № 2 также находиться толщина изоляции на одну сторону: Коэффициент заполнения по меди: где Ky=0,82 коэффициент укладки. Число витков W находится по следующей формуле: Сопротивление обмотки: Потребляемый ток: Мощность потерь:
Плотность тока в проводе: если неравенство не выполняется, следует увеличить k (или уменьшить Вб ). Это значение удовлетворяет неравенству. Температура нагрева обмотки: Поверхность охлаждения ЭМК: Коэффициент теплопередачи с поверхности обмотки зависит от превышения температуры τ . Выберем τ=90, тогда получаем: Средняя температура нагрева обмотки:
Библиографическая ссылка на статью: Гурова Е.Г., Зоригт О., Немерович Е.О., Пушкарёва И.А., Д.М. Герасимова Исследование тяговых характеристик электромагнитов постоянного тока // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012.–URL: /articles.php?id=45 (Дата обращения: 18.05.2022)
|