Документ: 1943, страницы 26-30 | База учебных материалов

Шаг

2.

Найдём сечение провода

из закона

Ома

I = Umin

, где

R

lcp

к

R

= ρ

w −

активное сопротивление

катушки.

Тогда

q

=

Iwρlcp

−

qпр

к

пр

Umin

сечение провода.

dпр = 2

.

Шаг 3.

Вычислим диаметр провода по формуле

qnp /π

Шаг 4.

Зададим коэффициент укладки.

Существует три способа намотки катушек (рис.1.14).

			И
		Д y
	А
Рис. 1.14. Способы намотки катушек: а) – рядовая, коэффициент укладки k y = 0,75 0,85;
б) – шахматная, коэффициент укладки k						= 0,85 0,95;
в) – дикая, коэффициент укладки ky = 0,6 0,75
По определен ю коэфф циент укладки
С	б		πdпр	2
и kу = kзм					,	(1.18)
и kу = kзм			4d 2		,	(1.18)
			1

где kзм − коэффициент заполнения обмоточного пространства медью; d1 −

диаметр провода с учётом изоляции. Его определим после выбора провода с соответствующей изоляцией.

Шаг 5. Определим коэффициент заполнения обмоточного пространства медью из (1.18), то есть

		4d	2
kзм = kу		1				.
kзм = kу		πdпр		2		.
		πdпр		2
Шаг 6. Найдём число витков w . По определению коэффициент
заполнения обмоточного пространства медью
kзм =		qпр			w .		(1.19)
kзм =	h l		н		w .		(1.19)
		н	н

Откуда

26

w = kзм

hн lн

.

qпр

Шаг 7. Найдем величину тока: I = Iw w .

Шаг 8. Найдём магнитный поток Φ = BS = µ0µ

Iw

πrcр

2 = µ0µ Iw πrcр,

2rcр

2

где rcр− средний радиус витка (см. шаг 1).

Шаг 9. Определим магнитную индукцию катушки: Lк =Φ / I .

Шаг 10. Найдём потребляемую мощность:

P = I 2R .

к

Шаг 11. Превышение температуры катушки над температурой внешней

среды определится по формуле Ньютона1

∆τ =

Pк

=

Pк

.

k S

k πD l

провода

И

же диаметра

Д

1.

к катушкам

Какие основные требования

предъявляются

электромагнитов?

А

2.

Как подразделяются катушки по конструктивному признаку?

3.

б

Как подразделяются катушки по способу включения?

4.

Как вычислить коэффициент заполнения обмоточного пространства

медью?

5.

Как выч сл ть коэфф циент укладки?

Дано:

СU −иноминальное напряжение; требуемое значение МДС Iw ;

ном

Φmax − амплитудное значение магнитного потока, конструктивные размеры. Найти: w − число витков; q, d − сечение и диаметр провода; R −

активное сопротивление катушки; индуктивность катушки; потребляемую мощность; перегрев катушки (превышение температуры катушки над температурой окружающей среды). Если этот перегрев больше допустимого, то вычислить коэффициент включения α и ПВ% – относительную продолжительность включения для повторно-кратковременного режима.

Решение:

Шаг 1. Вычислим w . Полное напряжение U 2 =UR2 +UL2 с учётом

(1.14):

1 Сэр Исаак Ньютон (Sir Isaac Newton, 25 1643 – 1727) – английский физик, математик, механик, астроном, один из создателей классической физики.

27

	U 2	= (I R)2 + (4,44 f w Φmax )2			≈ (4,44 f w Φmax )2 ,		(1.20)
откуда w =		U
			− неточное число		витков, т.к. не учтено активное
	4,44 f Φmax
сопротивление		R . Поэтому wрасч =(0,7...0,8)w.
Шаг 2. Определим ток катушки I =				(Iw)max		.


					2 wрасч

Шаг 3. Зададимся плотностью тока:

j = (2 4) A / мм2 − продолжительный режим;

j = (5 12) A / мм2 −повторно-кратковременный режим; j = (13 30) A / мм2 − кратковременный режим.

Шаг 4. Вычислим площадь сечения провода q =		I	.
Шаг 4. Вычислим площадь сечения провода q =			.
		j		ρlcpwрасч
Шаг 5. Вычислим активное сопротивление катушки R =				ρlcpwрасч	, где
Шаг 5. Вычислим активное сопротивление катушки R =				q	, где
lср = 2πrср	= π(D − hн) (см. рис. 1.13).			q
lср = 2πrср	= π(D − hн) (см. рис. 1.13).
	А
Шаг	6. Далее осуществляется проверкаИуравнения			(1.20). Если

несовпадение более 10 %, то необходимо сделать перерасчёт, то есть перейти

	б		Д		зм
				w =		U 2 − I 2 R		.
на шаг 1 и вычислить число витков по формуле
					4,44 f Φmax
и
Шаг 7. По д аметру		d = 2 q / π − и		марке			провода находим
С							(рис. 1.15).
коэффициент заполнен я обмоточного пространства k

Рис. 1.15. Зависимость коэффициента заполнения обмоточного пространства от диаметра и марки провода

Шаг 8. Снова вычисляем число витков w = kзм hнqlн .

Шаг 9. Вычисляем сопротивление R = ρ wlqср .

28

Шаг 10. Определяем ток в катушке Iк = URном .

Шаг 11. Производим сравнение с заданной МДС ( wIк = Iw? ). Если

отличие более 10%, то есть		wIк − Iw	100% > 10%, производим перерасчёт,
		wIк − Iw

		Iw
		Iw		j .
переходя на шаг 3, где выбираем другое значение плотности тока				j .
Шаг 12. Определяем мощность, выделяемую в катушке: P = I					к	2R .
			к		к
Шаг 13. По формуле Ньютона установившееся превышение
температуры катушки над	температурой внешней средыθуст =				Pк		, где
температуры катушки над	температурой внешней средыθуст =						, где
				kT Sбок

kT − обобщающий коэффициент теплоотдачи с поверхности. Для катушек

такого типа kT = (8 14) Вт .				И
м2				И
м2
Шаг 14. Полученное значение перегрева сравнивается с допустимым
для данного провода. Если	θуст > θдоп		, то применяется провод с более
		Д
высоким уровнем изоляции, если это не помогает, то такую катушку в
продолжительном режиме использовать нельзя.
Шаг 15. Коэффициент включения α =				kT Sбок θ		доп	.
Шаг 15. Коэффициент включения α =					Pк		.
					Pк
Шаг 16. Относительная продолжительность включения
и	τ р 100 %
ПВ% =		А	=α 100 % ,
ПВ% =		τ р +τП	=α 100 % ,
С		τ р +τП

где τ р −рабочий пер од бкатушки, с; τП − время паузы в работе катушки при

повторно-кратковременном режиме, с.

Шаг 17. Определяем, при какой ПВ% или α настоящая катушка работает без перегрева в повторно-кратковременном режиме.

Расчёт однослойной катушки в режиме on-line можно проводить по ссылке [11].

Вопросы для самоконтроля

1.Какие основные требования предъявляются к катушкам электромагнитов?

2.Как подразделяются катушки по конструктивному признаку?

3.Как подразделяются катушки по способу включения?

4.Как найти необходимое сечение провода для катушки с заданными размерами и заданной МДС и заданным номинальным напряжением источника питания?

5.Как вычислить коэффициент заполнения обмоточного пространства медью?

29

Глава 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ И ДУГОВОЙ РАЗРЯД

Электрический контакт – это место перехода тока из одной контактдетали (токоведущей детали, осуществляющей контакт) в другую. Слово «контакт» происходит от латинского «contactus» – прикосновение.

2.1. Разновидности, конструктивное исполнение электрических контактов, их основные параметры

Контакты бывают неразъёмные (болтовое соединение двух шин), скользящие (реостат, ЛАТР, щётки) и коммутирующие (розетки, выключатели, переключатели).

По форме контакты различают на следующие группы:

1) точечные – контакт происходит в одной точке (рис. 2.1).

			И
		Д
	А
Рис.2.1. Точечный контакт
б
При точечном контакте допускаются небольшие усилия при
и

нажатии, а для уменьшения сопротивления контактов применяют драгоценные металлы, не о разующие окислы;

2) линейные – условное контактирование происходит по линии. В этом случаеСможно допускать большую степень нажатия (рис. 2.2).

Рис.2.2. Линейный контакт

Эти контакты выполняются скользящими – цилиндр во время контактирования перемещается по плоскости и окислы стираются. Для таких контактов применяют медь;

3) поверхностные – контактирование между двумя поверхностями. Применяются при больших токах, создаётся высокая степень

30

Материал: 1943

Глава 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ И ДУГОВОЙ РАЗРЯД

2.1. Разновидности, конструктивное исполнение электрических контактов, их основные параметры

Смотрите также: