Предварительный расчет размеров обмотки и магнитопровода

Для определения размеров обмотки необходимо найти ее МДС. МДС будет различной при различных зазорах, так как ток уменьшается от пускового до рабочего значений. Размеры обмотки определяются исходя из длительного протекания по ней рабочего тока. Таким образом, необходимо найти МДС обмотки при притянутом якоре. Для этого составляется схема замещения магнитной цепи без учета магнитного сопротивления стали, так как не известны размеры магнитопровода.

Рис. 3.3.1 Схема замещения магнитной цепи

Наибольшее действующее значение намагничивающей силы с учетом колебания напряжения по схеме замещения будет определяться выражением:

где Sмк – сечение магнитопровода в месте расположения катушки; Sмк = b2 = 5, 76∙ 10-4 (м) – для электромагнита с Ш-образным магнитопроводом;

Вm – амплитудное значение индукции; Вm=1, 1 (Тл);

ku – коэффициент колебания напряжения; ku =1, 25;

kп – коэффициент, учитывающий потери МДС в стали; kп-1.2;

Rп = δ п/μ 0Sп – магнитное сопротивление паразитных зазоров и зазоров отлипания;

δ п =5∙ 10-5 (м) – для мест стыка двух ферромагнитных тел;

δ п =20∙ 10-5 (м) – для зазоров отлипания;

Sп - сечение на пути магнитного потока в паразитных зазорах и зазорах отлипания;

(1 / Гн);

Rδ 1 – магнитное сопротивление экранированной части полюса;

(1 / Гн);

Rδ 2 - магнитное сопротивление неэкранированной части полюса;

(1 / Гн);

Хмв – магнитное сопротивление К.З. витка;

Тогда по формуле (3.3.1)

Когда активное сопротивление обмотки значительно меньше индуктивного, число ее витков:

(3.3.2)

где kR – коэффициент, учитывающий падение напряжения на активном сопротивлении; kR = 0, 92; Umin – минимальное напряжение сети; Umin = 0.85∙ U

По формуле (3.3.2)

(вит.)

По найденному значению МДС определяется ток в обмотке

I=F / W (2.3.3)

По формуле (3.3.3)

I=271, 56 / 1223=0, 22 (A).

Задаемся плотностью тока j -2, 5∙ 106 (А/м),

Сечение провода:

q=I / j (3.3.4)

Диаметр провода:

(3.3.5)

Тогда по формулам (3.3.4) – (3.3.5) определяем:

q=0, 22 / (2, 5∙ 106)=8, 8∙ 10-8 (м2)

(м).

При марки провода ПЭВ-1 коэффициент заполнения f0 = 0, 580. И уточняем сечение провода:

(м2).

Площадь обмоточного окна:

(3.3.6)

По формуле (3.3.6):

(м2).

Зная отношение длины катушки (ℓ 0) к толщине (h0) равное ℓ 0 / h0 – 2, 5 и Q=ℓ 0∙ h0 рассчитываем размеры катушки: h0 = 0.0086 м; ℓ 0 = 0.0216 м.

Изобразим эскиз электромагнита (рис. 3.3.2), по которому находим размеры окна магнитопровода: ℓ = 0.026 м; h = 0.01 м.

Рис. 3.3.2. Эскиз электромагнита