Расч т электромагнита клапанного типа (стр. 1 из 4)

Министерство Российской Федерации по атомной энергии

Томский политехнический университет

Кафедра ЭПА

Курсовая работа

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

КЛАПАННОГО ТИПА

РЭМ 180.400.028.018 ПЗ

Пояснительная записка

Разработал

студент

_________

“___”__________.

Проверил

___________

“___”__________.

Содержание

Введение

1 Содержание расчёта .

2 Данные для расчёта

3 Расчёт катушки на заданную МДС

4 Расчёт магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния

4.1 Определение проводимости зазора

4.2 Расчёт магнитной проводимости нерабочего зазора

4.3 Расчёт магнитной суммарной проводимости

4.4 Расчёт удельной магнитной проводимости и коэффициентов рассеяния

4.5 Построение магнитных характеристик

5 Определение времени срабатывания

5.1 Определение времени трогания

5.2 Определение времени движения

Заключение

Литература

Введение

Электромагнитным механизмом называют электромагнитные системы, в которых при изменении магнитного потока происходит перемещение подвижной части системы. Электромагнитные механизмы по способу перемещения якоря подразделяют на электромагниты клапанного и соленоидного типа, а также и с поперечно-двигающимся (вращающимся) якорем.

В данном курсовом проекте требуется произвести расчёт электромагнитного механизма клапанного типа, который находит широкое применение в электромагнитных реле постоянного и переменного тока.

Целью проекта является определение параметров катушки электромагнита при питании её постоянным током, тяговых и магнитных характеристик, времени срабатывания электромагнитного механизма.

1 Содержание расчёта

1 Расчёт катушки на заданную МДС.

2 Расчёт магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния.

Определение проводимости зазора.

Определение коэффициентов рассеяния.

Расчет цепи ( обратная задача ).

3 Определение времени срабатывания.

4 Построение характеристик ( тяговая и магнитная характеристики ).

2 Данные для расчёта

Схема электромагнитного механизма представлена на рисунке 1. Данные для расчёта приведены в таблице 1.

Рисунок 1 – Схема электромагнитного механизма

Таблица 1 – Исходные данные

a	l	c	m	∆H	∆вн	∆T	δ1нач	δ1кон	δ2	Iω	U
мм										А	В
32	130	70	4	1.2	2	2	7	0.3	0.4	900	110

3 Расчёт катушки на заданную МДС

Геометрические размеры обмотки и создаваемая ею намагничивающая сила связаны соотношением [1, с.9]:

, ( 1 )

где Q₀ = l₀·h₀ – величина обмоточного окна, мм²;

f₀ – коэффициент заполнения обмотки по меди;

j – плотность тока в обмотке, А/мм².

При заданной намагничивающей силе можно определить величину обмоточ-

ного окна:

. ( 2 )

В процессе эксплуатации обмотки возможно повышение уровня питающего напряжения, приводящее к увеличению тока и созданию более тяжёлого теплового режима обмотки. Следовательно, расчётное значение обмоточного окна необходимо увеличить путём ввода коэффициента запаса k_з = 1.1…1.2 [1, с.10], тогда:

. ( 3 )

Примем k_з = 1.2. Плотность тока в обмотке электромагнита, предназначенного для продолжительного режима работы, находится в диапазоне 2…4 [1, с.10]. Примем j = 4. Значение коэффициента заполнения f₀ для рядовой укладки провода должно находится в пределах 0.5…0.6 [1, с.10]. Примем f₀ = 0.5.

Подставляя в выражение ( 3 ) исходные данные и принятые численные значения коэффициентов, определим требуемую величину обмоточного окна:

.

Геометрические размеры обмотки определяются на основе ряда рекомендаций. По конструктивным соображениям для наиболее эффективного использования стали сердечника, примем соотношение:

.

Определим длину и высоту окна обмотки:

мм; ( 4 )

мм. ( 5 )

Расчетное сечение требуемого обмоточного провода определяется по формуле [1, с.10]:

, ( 6 )

где l_ср – средняя длина витка;

Iw – намагничивающая сила катушки;

U – питающее напряжение катушки;

ρ – удельное сопротивление провода.

Удельное сопротивление провода определится как:

, ( 7 )

где ρ₀ – удельное сопротивление при t = 0 єС, ρ₀ = 1.62·10^-5 Ом·мм;

α – температурный коэффициент сопротивления меди, α = 4,3·10^-3 єC^-1;

t – допустимая температура нагрева провода, t = 75 єС.

Ом·мм.

Определим среднюю длину витка провода в обмотке [1, с.11]:

, ( 8 )

мм.

Найденные величины подставляем в формулу ( 6 ):

мм².

Определим расчётный диаметр требуемого провода [1, с.11]:

мм, ( 9 )

Далее по таблице [1, с.18], используя значение расчётного диаметра провода, подбираем стандартный провод марки ПЭВ-1 со следующими параметрами:

мм; мм; .

Определим сечение принятого провода без учёта изоляции [1, с.11]:

мм². ( 10 )

Определим сечение принятого провода с учётом изоляции [1, с.11]:

мм². ( 11 )

Расчётное число витков обмотки при данном обмоточном окне и принятом проводе равно [1, с.12]:

. ( 12 )

Округляя полученное число витков до сотен в большую сторону, принимаем:

.

По найденному числу витков определим сопротивление обмотки [1, с.12]:

Ом. ( 13 )

Найдём значение расчётного тока катушки [1, с.12]:

А. ( 14 )

Для проверки правильности выполненного расчёта найдём намагничивающую силу разрабатываемой катушки и плотность тока, а так же нужно оценить тепловой режим [1, с.12]:

А > А;

А/мм² < А/мм².

Тепловой режим катушки электромагнита характеризуется превышением температуры обмотки над температурой среды. Это превышение определяется по формуле [1, с.12]:

, ( 15 )

где k_то – обобщённый коэффициент теплоотдачи;

S_охл – поверхность охлаждения катушки.

Величину коэффициента теплоотдачи можно определить по формуле [1, с.13]:

, ( 16 )

где k_то0 – коэффициент теплоотдачи при 0 єС, k_то0 = 1.4·10^-5 Вт/(мм²·єС);

β – коэффициент, учитывающий увеличение теплоотдачи при нагреве катушки, β = 5·10^-8 Вт/(мм²·єС);

t_расч – разность температуры окружающей среды и температуры нагрева обмотки, t_расч = 75єС.

Вт/(мм²·єС).