Расчет электромагнитного реле постоянного тока типа РС52 (стр. 3 из 4)

,(4.3)

где:S_i – площадь поперечного сечения участка.

По кривой намагничивания материала магнитопровода (приложение) определяем напряженность магнитного поля, по вычисленным выше значениям магнитной индукции.

Падение магнитного напряжения на стальных участках по закону полного потока:

,(4.4)

где:H_i – напряженность магнитного поля;

l_i – длина силовой линии на участке.

Падение магнитного напряжения в нерабочих зазорах:

,(4.5)

,(4.6)

где:G_нз1 и G_нз2 – проводимости нерабочих зазоров.

Суммарная намагничивающаяся сила в стали и в нерабочих зазорах магнитопровода:

.(4.7)

Кривые намагничивания строятся для трех значений рабочих воздушных зазоров.

В табл. 5 представлены значения величин, вычисленных по формулам (4.3) – (4.7).

Таблица 5 – Значения индукции, напряженности и намагничивающейся силы для всех участков магнитной системы.

Фр×10-6, Вб	Пара-метры	Участки				Fнз1, А	Fнз2, А	FS, А
		Деталь 1	Деталь 2	Деталь 3	Деталь 4
dр=0,5×10-3 м, s=1,322
6,36	В, Тл	0,1	0,27	0,16	0,16	11,18	1,58	12,76
		0,132		0,21
	Н,А/м	0,006	0,0095	0,0083	0,0075
	F, А	0,00024	0,00015	0,00034	0,00013
18,3	В, Тл	0,29	0,79	0,47	0,47	32,16	4,54	36,7
		0,38		0,62
	Н,А/м	0,011	0,017	0,0135	0,013
	F, А	0,00045	0,00027	0,00055	0,00022
30,23	В, Тл	0,48	1,3	0,78	0,78	53,13	7,51	60,64
		0,63		1,03
	Н,А/м	0,014	0,045	0,02	0,017
	F, А	0,00057	0,00071	0,00081	0,00028
dр=1,0 × 10-3 м, s=1,592
6,36	В, Тл	0,1	0,27	0,16	0,16	16,91	1,9	18,81
		0,16		0,25
	Н,А/м	0,0065	0,0095	0,0083	0,0075
	F, А	0,00026	0,00015	0,00034	0,00013
18,3	В, Тл	0,29	0,79	0,47	0,47	48,66	5,47	54,13
		0,46		0,75
	Н,А/м	0,011	0,017	0,0145	0,013
	F, А	0,00045	0,00027	0,00059	0,00022
30,23	В, Тл	0,48	1,3	0,78	0,78	80,38	9,04	89,42
		0,76		1,24
	Н,А/м	0,015	0,045	0,027	0,017
	F, А	0,00061	0,00071	0,0011	0,00028
dр=1,5 × 10-3 м, s=1,732
6,36	В, Тл	0,1	0,27	0,16	0,16	22,64	2,07	24,71
		0,17		0,28
	Н,А/м	0,007	0,0095	0,0085	0,0075
	F, А	0,00028	0,00015	0,00034	0,00013
18,3	В, Тл	0,29	0,79	0,47	0,47	65,15	5,95	71,1
		0,5		0,81
	Н,А/м	0,012	0,017	0,0153	0,013
	F, А	0,00049	0,00027	0,00062	0,00022
30,23	В, Тл	0,48	1,3	0,78	0,78	107,62	9,83	117,45
		0,83		1,35
	Н,А/м	0,0153	0,045	0,046	0,017
	F, А	0,00062	0,00071	0,0019	0,00028

По полученным данным построены кривые намагничивания, которые приведены на рис. 6.

5. Определение минимального числа ампервитков срабатывния

По таблице 5 построим кривые намагничивания (рис.6).

По формуле (5.1) определим углы, соответствующие проводимостям рабочих зазоров.

(5.1)

где p- коэффициент, учитывающий отношение масштабов осей ординат и абсцисс для графика, представляющего кривые намагничивания магнитной системы.

.

Определим углы проводимостей:

,

,

.

По рис.6 найдем точку, в которой значение критической намагничивающей силы будет максимальным. Для обеспечения надежного срабатывания реле необходимо ввести коэффициент надежности:

(5.2)

Зададимся по формуле (5.2) коэффициентом надежности, равным 1.2. По рис.6 находим F_{min ср} = 47 А.

Полученное значение подставим в формулу (5.2) и найдем F_кр:

.

При помощи найденных по формуле (5.1) значений углов находим F_рi:

(5.3)

гдеF_i- значения намагничивающих сил, найденных из рис.6 при помощи углов, рассчитанных по формуле (5.1).

,

,

.

6. Расчет и построение тяговой характеристики

Электромагнитную силу в рабочем воздушном зазоре определим по энергетической формуле:

(6.1)

где

- электромагнитная сила, Н;

- падение магнитного напряжения в рабочем зазоре, А;

- производная магнитной проводимости рабочего зазора, .

Подставим в формулу (6.1) найденные выше значения:

Н,

Н,

Н.

По полученным данным построим тяговую характеристику электромагнита:

График 8.1. Тяговая характеристика электромагнита

7. Расчет обмоточных параметров реле

Расчет катушки сводится к определению диаметра провода, числа витков и сопротивления, определению превышения температуры при наиболее неблагоприятных условиях работы и уточнению ее габаритных размеров.

Найдем длину среднего витка катушки по формуле:

(7.1)

гдеD_вн = 9 мм- внутренний диаметр обмотки катушки;

D_н = 16,25 мм- наружный диаметр обмотки катушки.

.

Найдем площадь поперечного сечения провода обмотки:

(9.2)

где

- удельное сопротивление меди при температуре 378ºK;

U=24 В – рабочее напряжение.

Рассчитаем диаметр провода обмотки по формуле:

(9.3)

По справочным данным выбираем ближайший стандартный диаметр провода d= 0,063 мм и выписываем данные, необходимые для дальнейшего расчета катушки: диаметр провода с изоляцией для ПЭВ-2 d_из= 0,09 мм, площадь сечения провода q= 0,003957 мм².

Найдем необходимое число витков катушки:

(7.4)

гдеl_к= 3 мм- длина обмотки,

H_к= 36 мм- толщина обмотки,

f_к- коэффициент заполнения катушки.

(7.5)

гдеK_у=0.95- коэффициент укладки, зависящий от способа намотки и марки провода.

По формуле (7.4) рассчитаем количество витков:

.

Вычислим сопротивление катушки по формуле при температуре 378ºK:

(7.6)

.

Определим ток в витках по формуле: