Расчет тягового электромагнита постоянного тока
Тяговая сила, развиваемая электромагнитом. Схема замещения электромагнитной цепи электромагнита. Магнитные сопротивления схемы замещения, ее расчет методом контурных потоков. Коэффициенты насыщения и рассеяния. Отдельные элементы магнитной цепи.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2014 |
| Размер файла | 144,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Чистополь 2003
Министерство общего и специального образования РФ
Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Контрольная работа
по дисциплине:
"Электрические аппараты"
на тему:
"Расчет тягового электромагнита постоянного тока"
Выполнил: студент группы 9401
Садыков Р.М.
Проверил: Консультант доцент
Хуснутдинов Р.А.
Тяговая сила , 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:
.
- это индукция в воздушном зазоре, Тл.
- площадь полюса, .
- магнитная проницаемость воздуха.
Задав 1,1 Тл, можно определить:
= 0,000103802 .
Для электромагнита клапанного типа (ЭМК) площадь полюса:
.
а диаметр стержня:
= 0,011496276 .
Магнитодвижущая сила обмотки (МДС):
.
где k = 1,03 - коэффициент падения МДС в стали.
0,002 м - ход якоря.
= 875796,1783 - напряженность магнитного поля в воздушном зазоре.
Отсюда следует что:
3608,280255 А.
Среднее значение магнитной индукции в стали магнитопровода:
= 1,1 Тл.
где 1 - коэффициент рассеивания магнитного потока.
По основной кривой намагничивания для низкоуглеродистой стали, находим среднее значение магнитной напряженности в стали магнитопровода.
600.
Сторона квадрата окна под обмотку возбуждения ЭМК:
0,039355365 .
где
3608,280255.
падение МДС (магнитного напряжения) в стали. Средняя длина витков обмотки ЭМК:
0,159755143.
Сечение провода (по меди):
0,000000047
где удельное электрическое сопротивление меди при температуре нагрева 75єС.
Диаметр провода (по меди):
0,000245052 .
Округляем до стандартного значения из таблицы №2.
0,000275 .
По таблице №2 также находиться толщина изоляции на одну сторону:
0,000015 .
Коэффициент заполнения по меди:
0,523740764
где 0,82 коэффициент укладки.
Число витков находится по следующей формуле:
17199,63906.
Сопротивление обмотки:
1048,677022 .
Потребляемый ток:
0, 209788138 .
Мощность потерь:
46,1533904.
Плотность тока в проводе:
если неравенство не выполняется, следует увеличить (или уменьшить ).
4,45E+06 .
Это значение удовлетворяет неравенству. Температура нагрева обмотки:
поверхность охлаждения ЭМК:
0,0128 .
Коэффициент теплопередачи с поверхности обмотки зависит от превышения температуры . Выберем 90, тогда получаем:
16,8
Средняя температура нагрева обмотки:
234,124 єС.
3. Схема замещения магнитной цепи
3.1 Схема замещения
Рис. 1. Схема замещения электромагнитной цепи электромагнита
Отдельные элементы магнитной цепи (участки магнитопровода, воздушные зазоры и промежутки) изображаются на схеме замещения в виде магнитных сопротивлений, а намагничивающие обмотки с током - виде источников МДС. Магнитные сопротивления рассеяния и распределенную МДС в цепи заменяют несколькими сосредоточенными. Точность решения повышается с увеличением количества разбиений распределенных МДС, и магнитных сопротивлений рассеяния на соответствующие им элементарные сосредоточенные магнитные сопротивления и МДС. Если высоту сердечника обмотки разбить на три равные части, то схема замещения магнитной цепи будет иметь вид, показанной на рис 1.
На этой схеме:
- магнитное сопротивление якоря.
- магнитное сопротивление одного воздушного зазора.
- магнитное сопротивление броневой части сердечника.
- магнитное сопротивление центрального сердечника.
- магнитное сопротивление основания.
- МДС одной части разбиения.
- магнитные потоки соответствующих участков.
и - узлы магнитной цепи.
Конечной целью расчета магнитной цепи является определение коэффициентов и , выбранных произвольно из заданного диапазона значений.
3.2 Магнитные сопротивления схемы замещения
Магнитопровод конструируют так, чтобы среднее сечение различных участков примерно одинаковыми.
Вышеприведенный расчет был по существу первым расчетным приближением, для того чтобы определить магнитные сопротивления.
Для ЭМК (все размеры в м):
.
Возьмем 0,00075 .
.
Возьмем 0,0015 .
Средняя магнитная проницаемость
0,0018333.
0,093207006 .
находим из равенства
0,093913313 .
0,043906011.
0,024827074
находим из равенства
, 0,000665425.
0,000665425.
0,046071435 .
0,000332712.
0,043906011.
Магнитное сопротивление основания:
242095,1225
Магнитные сопротивления участков:
68934,55657
76816,72218
0,165289256
234212,9569
Магнитные сопротивления рассеяния:
14261040,02
15076363,17
13529377,2
тяговый электромагнит постоянный ток
3.3 Расчет схемы замещения
Схему замещения рассчитаем методом контурных потоков, используя аналогию электрической цепи магнитной:
магнитный поток в воздушном зазоре
Уравнения для трех контуров будут иметь вид:
(*)
Решив систему уравнений, находим контурные потоки . Используем уравнения связи, находим магнитные потоки участков:
Магнитные сопротивления участков магнитопровода (стальных) находим по формуле:
Разделив потоки стальных участков на их сечения, находим магнитные индукции на стальных участках, а по ним, используя основную кривую намагничивания - напряженности, разделив магнитные индукции на соответствующие напряженности, находим магнитные проницаемости участков, а по ним - соответствующие магнитные сопротивления участков, сопротивления и рассеяния остаются неизменными.
Решая снова уравнения (*) осуществляем третье расчетное приближение.
3.4 Коэффициенты насыщения и рассеяния
Коэффициент насыщения:
Коэффициент рассеяния:
Если выбранные значения и вначале расчета и рассчитанные в п.3.4 отличаются более на 5 %, то следует выбрать новые значения:
,
и весь расчет повторить с самого начала.
Литература
1. "Электротехнический справочник", т. 1,2. Под редакцией В.Г. Герасимова и др.М. Энергоиздат, 1986.
2. Таев И.С. "Электрические аппараты управления".М. высшая школа, 1985.
3. Буйлов А.Я. "Основы электроаппаратостроенияя". М. - Л, ГЭИ, 1946.
Приложение
Таблица №2
|
Номинальный диаметр голого провода, мм. |
МАХ диаметр эмалированного провода, мм. |
||
|
ПЭЛ ПЭВ1 ПЭМ1 ПЭВА |
ПЭВ ПЭВ2 ПЭВПИ ПЭВА2 ПЭТВ |
||
|
0,05 |
0,065 |
- |
|
|
0,06 |
0,075 |
0,09 |
|
|
0,07 |
0,085 |
0,10 |
|
|
0,08 |
0,095 |
0,11 |
|
|
0,09 |
0,105 |
0,12 |
|
|
0,10 |
0,120 |
0,13 |
|
|
0,11 |
0,130 |
0,14 |
|
|
0,12 |
0,140 |
0,15 |
|
|
0,13 |
0,150 |
0,16 |
|
|
0,14 |
0,160 |
0,17 |
|
|
0,15 |
0,170 |
0, 19 |
|
|
0,16 |
0,180 |
0, 20 |
|
|
0,17 |
0, 190 |
0,21 |
|
|
0,18 |
0, 200 |
0,22 |
|
|
0, 19 |
0,210 |
0,23 |
|
|
0, 20 |
0,225 |
0,24 |
|
|
0,21 |
0,235 |
0,25 |
|
|
0,23 |
0,255 |
0,28 |
|
|
0,25 |
0,275 |
0,30 |
|
|
0,27 |
0,310 |
0,32 |
|
|
0,29 |
0,330 |
0,34 |
|
|
0,31 |
0,350 |
0,36 |
|
|
0,33 |
0,370 |
0,38 |
|
|
0,35 |
0,390 |
0,41 |
|
|
0,38 |
0,420 |
0,44 |
|
|
0,41 |
0,450 |
0,47 |
|
|
0,44 |
0,490 |
0,50 |
|
|
0,47 |
0,520 |
0,53 |
|
|
0,49 |
0,540 |
0,55 |
|
|
0,51 |
0,560 |
0,58 |
|
|
0,53 |
0,580 |
0,60 |
|
|
0,55 |
0,600 |
0,62 |
|
|
0,57 |
0,620 |
0,64 |
|
|
0,59 |
0,640 |
0,66 |
|
|
0,62 |
0,670 |
0,69 |
|
|
0,64 |
0,690 |
0,72 |
|
|
0,67 |
0,720 |
0,75 |
|
|
0,69 |
0,740 |
0,77 |
|
|
0,72 |
0,780 |
0,80 |
|
|
0,74 |
0,800 |
0,83 |
|
|
0,77 |
0,830 |
0,86 |
|
|
0,80 |
0,860 |
0,89 |
|
|
0,83 |
0,890 |
0,92 |
|
|
0,86 |
0,920 |
0,95 |
|
|
0,90 |
0,960 |
0,99 |
|
|
0,93 |
0,990 |
1,02 |
|
|
0,96 |
1,020 |
1,05 |
|
|
1,00 |
1,070 |
1,11 |
|
|
1,04 |
1,120 |
1,15 |
|
|
1,08 |
1,160 |
1, 19 |
|
|
1,12 |
1, 200 |
1,23 |
|
|
1,16 |
1,240 |
1,27 |
|
|
1, 20 |
1,280 |
1,31 |
|
|
1,25 |
1,330 |
1,36 |
|
|
1,30 |
1,380 |
1,41 |
|
|
1,35 |
1,430 |
1,46 |
|
|
1,40 |
1,480 |
1,51 |
|
|
1,45 |
1,530 |
1,56 |
|
|
1,50 |
1,580 |
1,61 |
|
|
1,56 |
1,640 |
1,67 |
|
|
1,62 |
1,710 |
1,73 |
|
|
1,68 |
1,770 |
1,79 |
|
|
1,74 |
1,830 |
1,85 |
|
|
1,81 |
1,900 |
1,93 |
|
|
1,88 |
1,970 |
2,00 |
|
|
1,95 |
2,040 |
2,07 |
|
|
2,02 |
2,120 |
2,14 |
|
|
2,10 |
2, 200 |
2,24 |
|
|
2,26 |
2,360 |
2,39 |
|
|
2,44 |
2,450 |
2,57 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка схемы замещения магнитной цепи. Расчет проводимостей и сопротивлений воздушных зазоров, проводимости потока рассеяния. Вычисление построение кривых намагничивания магнитной системы электромагнита, тяговой характеристики электромагнита.
курсовая работа [358,2 K], добавлен 19.06.2011Поверочный расчет катушки электромагнита постоянного тока на нагрев. Построение схемы замещения магнитной цепи. Магнитные проводимости рабочих и нерабочих воздушных зазоров, проводимость потока рассеяния. Определение намагничивающей силы катушки магнита.
контрольная работа [413,9 K], добавлен 20.09.2014Расчет трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой. Определение тягового усилия электромагнита. Магнитные цепи с постоянными магнитодвижущими силами. Расчет неразветвленной магнитной цепи. Свойства ферромагнитных материалов. Фазные и линейные токи.
презентация [1,6 M], добавлен 22.09.2013Определение тягового усилия электромагнита. Расчет неразветвленной магнитной цепи. Вычисление тока в катушке, необходимого для создания заданного магнитного потока в воздушном зазоре магнитной цепи. Определение индуктивности катушки электромагнита.
презентация [716,0 K], добавлен 22.09.2013Расчет неразветвленной магнитной цепи. Определение суммы падений магнитного напряжения вдоль магнитной цепи. Алгоритм выполненного расчета магнитной цепи по варианту "прямая задача". Определение величины магнитного потока. Тяговые усилия электромагнита.
презентация [716,0 K], добавлен 25.07.2013Определение и обоснование геометрических размеров проектируемого электромагнита. Расчет параметров магнитной цепи, коэффициента возврата. Расчет статических и динамической тяговых характеристик, а также времени срабатывания устройства и обмотки.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 14.12.2014Расчет трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой (звезда). Определение активной, реактивной и полной мощности, потребляемой цепью. Расчет тягового усилия электромагнита. Магнитные цепи с постоянными магнитодвижущими силами. Алгоритм расчета цепи.
презентация [1,6 M], добавлен 25.07.2013Теоретические положения расчета динамики электромагнитов постоянного тока. Схемы включения электромагнита, уравнение динамики и время трогания электромагнита постоянного тока при разнообразных схемах включения электромагнита, проверка теории расчетами.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.11.2010Расчёт катушки на заданную МДС. Расчёт магнитной цепи методом коэффициентов рассеяния. Расчёт магнитной суммарной проводимости. Расчет удельной магнитной проводимости и коэффициентов рассеяния. Определение времени срабатывания, трогания, движения.
курсовая работа [189,6 K], добавлен 30.01.2008Расчет магнитных проводимостей, потоков и падений напряжения на участках электромагнита при начальном, среднем и конечном положении якоря. Определение повышения установившейся температуры обмотки электромагнита над температурой окружающего воздуха.
курсовая работа [741,0 K], добавлен 28.03.2015Электрические цепи при гармоническом воздействии. Работа цепи при воздействии источников постоянного напряжения и тока. Расчет схемы методом наложения (суперпозиции). Нахождение токов в ветвях схемы методом контурных токов. Напряжения на элементах цепи.
курсовая работа [933,0 K], добавлен 18.12.2014Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, узловых. Расчет баланса мощностей цепи. Определение параметров однофазной линейной электрической цепи переменного тока и их значений.
курсовая работа [148,1 K], добавлен 27.03.2016Линейные цепи постоянного тока, вычисление в них тока и падения напряжения, сопротивления. Понятие и закономерности распространения тока в цепях переменного тока. Расчет цепей символическим методом, реактивные элементы электрической цепи и их анализ.
методичка [403,7 K], добавлен 24.10.2012Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов и узловых напряжений. Электрические цепи однофазного тока, определение показаний ваттметров. Расчет параметров трехфазной электрической цепи.
курсовая работа [653,3 K], добавлен 02.10.2012Расчет параметров цепи постоянного тока методом уравнений Кирхгофа, и узловых напряжений. Расчет баланса мощностей. Построение потенциальной диаграммы. Сравнение результатов вычислений. Расчет параметров цепи переменного тока методом комплексных амплитуд.
курсовая работа [682,1 K], добавлен 14.04.2015Разветвленная магнитная цепь: понятие и структура, элементы и принципы их взаимодействия. Схема замещения магнитной цепи. Методика расчета магнитных напряжений. Расчет цепей с линейными и нелинейными индуктивными элементами, определение коэффициентов.
презентация [663,3 K], добавлен 28.10.2013Основные элементы и характеристики электрических цепей постоянного тока. Методы расчета электрических цепей. Схемы замещения источников энергии. Расчет сложных электрических цепей на основании законов Кирхгофа. Определение мощности источника тока.
презентация [485,2 K], добавлен 17.04.2019Расчет значений тока во всех ветвях сложной цепи постоянного тока при помощи непосредственного применения законов Кирхгофа и метода контурных токов. Составление баланса мощности. Моделирование заданной электрической цепи с помощью Electronics Workbench.
контрольная работа [32,6 K], добавлен 27.04.2013Специфические особенности расчета цепи постоянного тока классическим методом. Характеристика и расчет цепи постоянного тока операторным методом. Сравнительный анализ результатов произведенных расчетов. Особенности расчета цепи синусоидального тока.
реферат [863,1 K], добавлен 30.08.2012Расчет электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, методом узловых потенциалов. Расчет реактивных сопротивлений, комплексов действующих значений токов, баланса активных и реактивных мощностей цепи.
курсовая работа [143,9 K], добавлен 17.02.2016
