2015-07-04
1334
По рисунку 4 [1] определяем размер катушки исходя из тока контактора I н = 90 А. Принимаем d к = 0,055 м.
Для рационального исполнения катушки используем выражение. Тогда определяем длину катушки l к, м
, (23)
м.
Из соотношения определим предварительную высоту намотки катушки, м
, (24)
м.
С учетом необходимости изоляции катушки от полюса высота намотки катушки h к, м
, (25)
где а к – толщина изоляции катушки, м; [1] принимаем а к = 0,0002 м.
м.
Диаметр сердечника катушки контактора d c, м
, (26)
м.
Диаметр наконечника сердечника d н, м
, (27)
м.
Высота наконечника сердечника [1] h н = (0,003…0,006) м.
Принимаем h н = 0,005 м.
Из статической диаграммы контактора (рисунок 3) определяем значения усилий, действующих на якорь электромагнита в характерных точках:
F b =21,38 Н; F с = 118 Н; F d = 160,62 Н; F е = 221,21 Н.
Значения магнитного потока в характерных точках Ф i, Вб
, (28)
Вб;
Вб;
Вб;
Вб.
Проводимость воздушного зазора для различных положений якоря G i, В·с/А
, (29)
где δi – величина воздушного зазора для характерных точек, м; берется из рисунка 3.
|
|
|
В·с/А;
В·с/А;
В·с/А;
В·с/А.
Магнитодвижущая сила для проведения магнитного потока через воздушный зазор θi, А
, (30)
А;
А;
А;
А.
Индукция в сердечнике катушки B c.i, Тл
, (31)
где f с – сечение сердечника электромагнита, м2
, (32)
м2.
Тл;
Тл;
Тл;
Тл.
Магнитная индукция в ярме электромагнита B я.i, Тл, в характерных положениях якоря
, (33)
где f я – сечение ярма, м2
, (34)
где m – ширина ярма электромагнита (m ³ d н), м; принимаем m = 0,04 м;
t – толщина ярма, м; [1] t = 0,005…0,015 м; принимаем t = 0,015 м.
м2.
Тл;
Тл;
Тл;
Тл.
По зависимости В = f (Н) на рисунке 7 [1] находим значения напряженности магнитного поля в ярме H я.i, А/м, и сердечнике катушки H с.i, А/м, для характерных точек. Полученные данные занесем в таблицу 3.
Таблица 3 – Значения магнитной индукции и напряженности магнитного поля в ярме и сердечнике катушки в характерных точках
| Характерные точки | В сердечнике катушки | В ярме катушки | ||
| B c | H c | B я | H я | |
| Тл | А/м | Тл | А/м | |
| в | 0,47 | 0,37 | ||
| c | 1,11 | 0,87 | ||
| d | 1,3 | 1,03 | ||
| e | 1,42 | 1,2 |
Длина средней силовой линии x, м
– в ярме контактора
, (35)
где l c =Rя = 0,060 м.
м;
– в сердечнике катушки контактора
, (36)
м.
Суммарные намагничивающие силы в характерных точках ∑θi, А
, (37)
А;
, (38)
А.
Принимаем [1] рабочий ток катушки I к = 0,2 А.
Число витков обмотки катушки ω
, (39)
где ∑θ – магнитодвижущая сила, большая из ∑θв и ∑θd, А.
витков.
Диаметр обмоточной проволоки катушки контактора d пр, мм
, (40)
где Δ – плотность тока обмотки катушки, А/мм2; [1] принимаем Δ = 3,5 А/мм2.
мм.
Диаметр провода ближайший по каталогу [1] d пр = 0,27 мм. С учетом изоляции этот диаметр провода принимаем = 0,31мм.
|
|
|
Расчетное значение сечения окна катушки S 0, м2
, (41)
где K 3 – коэффициент заполнения обмотки. K 3 определяется по рисунку 8 [1]. Принимаем K 3 = 0,5.
м2.
Длина намотки катушки l н, м
, (42)
где а к – толщина каркаса для катушки; [1] принимаем а к = 0,002 м.
м.
Полезная высота катушки, м
, (43)
м.
Количество слоев обмотки катушки n c
, (44)
слоев.
Общая высота намотки h к, м:
, (45)
где а и – толщина изоляции между слоями обмотки; [1] принимаем а и = 0,00001 м.
м.
Средняя длина витка катушки l, м
, (46)
где d min – минимальный диаметр катушки, м
, (47)
м;
d max – максимальный диаметр катушки, м
, (48)
м.
м.
Общая длина намотки L 0, м
, (49)
м.
Сопротивление катушки R к, Ом
, (50)
где r – удельное сопротивление провода намотки для температуры нагрева катушки соответствующего класса изоляции. [1] принимаем для классов нагревостойкости А и В ρ = 2,2 · 10-8 Ом·м;
S пр – сечение провода катушки без изоляции, м2
Ом.
Ток катушки I, А
, (52)
где U – номинальное напряжение цепи управления, В; [1] U = 50 В.
А.
Наружная поверхность катушки S н, м2
, (53)
м2.
Внутренняя поверхность катушки S в, м2
, (54)
м2.
Перегрев катушки τ, ºC
, (55)
где α 0 – коэффициент теплоотдачи поверхности катушки; [1] принимаем α0 = 11 Вт/м2∙ºC;
α – коэффициент, учитывающий расположение катушки; для катушки со стальным сердечником [1] принимаем α = 2,4.
ºC.
Температура нагрева обмотки υ, ºC
, (56)
где υ0 – температура окружающей среды; [1] принимаем υ0 = 20 ºC.
ºC.
Окончательные размеры магнитопривода сведем в таблицу 4.
Таблица 4 – Окончательные размеры магнитопривода
| Параметр катушки | Размер в мм |
| d max | |
| l н | 87,1 |
| l к | 87,5 |
| t | |
| m | |
| d н | |
| h н | |
| h к | |
| d c | |
| d min |
