Розрахунок та технічні характеристики електромагнітного реле (стр. 2 из 4)
,(3.2.1)гдеGн- магнітна провідність неробочого зазору, Гн;
Sн- площа неробочого зазору, м2;
дн-н- величина неробочого зазору, м;
значення неробочого зазору визначається посередині скоби магнітної системи.
Вихідні дані:
товщина скоби a = 0.003 м;
ширина скоби b = 0,0155 м;
постійна частина неробочого повітряного зазору Д = 0,00005 м.
Неробочий зазор складається із частини, що змінюється, залежної від величини робочого зазору й постійної частини, обумовленою немагнітною прокладкою
: (3.2.2)де дн'- частина, що змінюється, неробочого зазору, м.
(3.2.3)Відповідно до прийнятих значень робочого повітряного зазору розрахуємо значення неробочого повітряного зазору по (3.2.2), його магнітну провідність по (3.2.1) і магнітний опір по (3.1.2).
при др1=0,5 ·10-3м:
.при др2=1,0 ·10-3м:
.при др3=1,5 ·10-3м:
.Результати розрахунків наведені в таблиці 2:
Таблиця 2
| dp×10-3,м | 0.5 | 1.0 | 1.5 |
| d’нз×10-3,м | 0,1026 | 0,1553 | 0,2079 |
| Gн×10-7, Гн | 5,69 | 3,761 | 2,809 |
| Rн×107, Гн | 0,176 | 0,2659 | 0,356 |
Розрахуємо магнітну провідність неробочого повітряного зазору між прямокутною скобою й підставою циліндричного сердечника (зазор обумовлений наявністю немагнітного покриття цих деталей і нещільністю їхнього прилягання). Магнітну провідність розрахуємо без обліку крайових потоків по формулі (3.2.4).
(3.2.4).Вихідні дані:
приймемо зазор рівним дн1=15·10-6м;
діаметр сердечника dс=9 ·10-3м.
.Магнітний опір цього зазору:
.Розрахунок провідності зазору витоку
Розрахуємо магнітну провідність зазору витоку, утвореного паралельними циліндричним сердечником і прямокутною скобою (малюнок 3).
Малюнок 3. Спрощене зображення магнітного поля
Магнітний потік витоку (розсіювання) замикається крім робочого повітряного зазору. Потоки розсіювання є розподіленими й замикаються усередині контуру муздрамтеатру й поза ним. При розрахунку будемо враховувати тільки магнітні потоки, що замикаються усередині контуру муздрамтеатру. Приймемо висоту зони розсіювання рівній висоті котушки електромагніта.
Питома магнітна провідність зазору витоку визначається по формулі (3.3.1).
(3.3.1),Де = 0.87 - коефіцієнт, що залежить від співвідношення b і h.
(3.3.2).Повна провідність зазору витоку:
(3.3.3),де – висота котушки, м.
Наведену магнітну провідність повітряного зазору для потоку розсіювання визначимо по формулі (3.3.4).
(3.3.4).Виходячи з вищенаведених формул, визначимо питому й наведену магнітну провідність зазору витоку.
Вихідні дані:
Відстань від сердечника до прямокутної скоби h=11,25 ·10-3м;
висота катушки H=47 ·10-3м.
, 
, 
, 
.Наведений магнітний опір зазору витоку:
.Розрахунок коефіцієнтів розсіювання струму
Коефіцієнт у розсіювання потоку визначається через магнітні провідності по формулі (3.4.1).
(3.4.1).Підставимо в (3.4.1) значення провідності робочого й неробочого зазорів і провідність витоку:
, 
, 
.Результати розрахунків наведені в таблиці 3
 | 0,5 | 1,0 | 1,5 |
 | 1,322 | 1,592 | 1,732 |
4. Розрахунок криві намагнічування і їхню побудову
Криві намагнічування дозволяють визначити зв'язок між магнітним потоком і МДС котушки електромагніта. При спрацьовуванні реле змінюється робочий повітряний зазор і його магнітна провідність. Кожному значенню робочого повітряного зазору відповідає своя крива намагнічування.
Для розрахунку криві намагнічування розбиваємо муздрамтеатр на ділянки, кожний з яких має постійний перетин і обтикається тим самим магнітним потоком (мал. 4).
У таблиці 4 наведені значення поперечних перерізів і середніх силових ліній кожної ділянки.
Таблиця 4 - параметри ділянок магнітної системи
| Ділянка | Площа перетину,10-6м2 | Довжина силової лінії, 10-3м | |
| 1 | Сердечник | 63,59 | 40,5 |
| 2 | Якір | 23,25 | 15,75 |
| 3 | Верхня частина скоби | 38,75 | 40,5 |
| 4 | Нижня частина скоби | 38,75 | 16,75 |
Повна схема заміщення магнітної системи в цьому випадку буде виглядати в такий спосіб мал. 5.
 |
Малюнок 4 – Ескіз магнітної системи розбитої на ділянки
 |
Малюнок 5 – повна схема заміщення електромагніта
Задаємося значеннями робочого магнітного потоку. Для цього знайдемо по характеристиці намагнічування для сталі електротехнічної марки Е мінімальну Вmin і максимальну Вmax індукції, а потім підставимо у вираження:
Фр.min= Вmin×Smax,(4.1)
Фр.max= Вmax×Smin,(4.2)
де:Smax і Smin – максимальна й мінімальна площа поперечного перерізу ділянок муздрамтеатру.
Фр.min=0,1 × 63.59 × 10-6= 6,36 ×10-6 Вб,
Фр.max=1,3 × 23,25 × 10-6=30,23 × 10-6 Вб.
Також задамося проміжним значенням робочого магнітного потоку Фр.ін = 18,3 × 10-6 Вб.
Визначаємо індукцію для кожної ділянки магнітної системи при мінімальному, проміжному й максимальному значенні робочого магнітного потоку:
,(4.3)де:Si – площа поперечного перерізу ділянки.
По кривій намагнічування матеріалу муздрамтеатру (додаток) визначаємо напруженість магнітного поля, по обчисленим вище значеннях магнітної індукції.
Падіння магнітної напруги на сталевих ділянках за законом повного потоку:
,(4.4)де:Hi – напруженість магнітного поля;
li – довжина силової лінії на ділянці.
Падіння магнітної напруги в неробочих зазорах:
,(4.5) 
,(4.6)де:Gнз1 і Gнз2 – провідності неробочих зазорів.
Сумарна сила, що намагнічується, у сталі й у неробочих зазорах муздрамтеатру:
.(4.7)Криві намагнічування будуються для трьох значень робочих повітряних зазорів.
У табл. 5 представлені значення величин, обчислених по формулах (4.3) - (4.7).
Таблиця 5 - Значення індукції, напруженості й сили, що намагнічується, для всіх ділянок магнітної системи.