Проектирование электромеханических устройств (стр. 17 из 21)

В зоне размыкания контактов обычно действует суммарная напряжённость магнитного поля

, которая имеет две составляющие: собственную напряжённость магнитного поля , созданную элементами токоведущего контура и рычажными контактами, а также напряжённость магнитного поля , созданную электромагнитной системой магнитного дутья, т.е. общая напряжённость будет определяться суммой этой напряжённости.

Исходную величину напряжённости

устанавливают по графической зависимости, с учётом минимального линейного износа контактов для номинального тока. Собственная напряжённость магнитного поля определяется по формуле:

где

– ток отключения (из принятого ряда отключаемых токов).

– это раствор контактов, в метрах

–это ширина токоведущей контактной детали (ширина подвижного контакта), в метрах

Зная величины напряжённостей магнитного поля

и можно определить напряжённость магнитного поля , которую должна создать система магнитного дутья при номинальном токе . Полученное значение должно быть использовано для расчётов параметров системы магнитного дутья. Однако необходимо выполнить сопоставление перед расчётом параметров системы магнитного дутья. При достаточно больших может оказаться, что напряжённость магнитного поля уже достаточно велика и может примерно достигать значений требуемой напряжённости . Если находится в пределах , то необходимость в использовании системы магнитного дутья отпадает, в этом случае условно принимают, что и для аппарата можно использовать щелевую камеру без катушки магнитного дутья. Если величина находится в пределах: , то в практических расчётах не используется, т.е. , и считают, что необходимую величину напряжённости магнитного поля должна создать система магнитного дутья. Если значения находятся в пределах , то в расчётах учитывают обе составляющие напряжённости магнитного поля. В этом случае, расчёт параметров электромагнитной системы магнитного дутья выполняют на величину напряжённости магнитного поля, полученную по формуле: , для номинального тока, а затем для всего диапазона отключаемых токов.

16.11.1 Порядок расчёта электромагнитной системы магнитного дутья

1 – сердечник; 2 – полюс системы магнитного дутья; 3 – катушка магнитного дутья 4 – изоляционная трубка.

Рисунок 1.43 – Эскиз системы магнитного дутья

1 С учётом указанных рекомендаций определяется необходимая напряжённость магнитного поля Н_б для номинального тока. С целью упрощения расчётов будем считать, что собственная проводимость поля Н_с в данном случае очень мала и ей можно пренебречь Н_с ≈ 0 .

2 Выбирается материал магнитопровода для сердечника и пластин полюсов с учётом имеющихся рекомендаций. Следовательно, для данного материала будет известна кривая намагничивания .

3 По нижнему значению величины Н_б для номинального тока определяется число витков катушки магнитного дутья.

Число витков катушки:

где Н_б – напряжённость магнитного поля в зоне размыкания контактов в зазоре

;

– номинальный ток, А;

–коэффициент, который учитывает магнитное состояние системы электромагнитного дутья. Для ненасыщенных магнитопроводов, что соответствует номинальному току, К_б принимается в пределах . Полученное расчётное значение округляется до целого числа, в большую сторону, и после этого уточняется значение Н_б.

4 По полученным значениям Н_б и S_п определяется величина магнитного потока Ф_б в магнитном зазоре

. Расчёт производится по формуле:

где

– магнитная постоянная,

Для самоконтроля по найденному значению

определяется величина индукции должна быть порядка

5 Исходя из условия, что магнитный поток

, где – это магнитный поток в сердечнике (потоками рассеивания пренебрегаем) и принимая, что индукция в сердечнике для ненасыщенного состояния, соотношения номинальному току должно быть в пределах . Определяем необходимое сечение сердечника по формуле: .

Зная величину сечения сердечника, определяем диаметр сердечника:

Полученное значение

округляем до целого числа и окончательно выбираем с учётом имеющегося сортамента на выбранный магнитный материал. После этого уточняется значение сечения сердечника .

6 Строится в масштабе кривая намагничивания для принятого магнитного материала. Полученная зависимость

будет использована для анализа магнитного состояния электромеханической схемы, которая будет оцениваться по величине индукции .

Рисунок 1.44 – Кривая намагничивания

7 Производится расчёт зависимости напряжённости магнитного поля Н_б от величины отключаемого тока по формуле:

Порядок расчёта зависимости Н_б от I_отк рекомендуется следующий:

Для каждого тока отключаемого последовательно определяется:

По полученному значению индукции В_с устанавливается положение рабочей точки на кривой намагничивания

, а именно: находится эта точка ещё на линейном участке или находится на участке перехода в насыщение (колено кривой намагничивания). Условно принимается, что индукция насыщения В_с составляет . Если рассчитанное значение В_с для какого-то принятого I_отк находится в указанном диапазоне индукции, то необходимо пересчитать величину Н_б, принимая новое значение коэффициента К_б, соответствующее уже насыщенному состоянию сердечника электромагнитной системы. В этом случае К_б принимается в пределах К_б =(0,4 ÷ 0,6).