Расчет контактора переменного тока, страница 3

4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

4.1. Анализ конструктивной формы электромагнита, выбор материала магнитопровода.

4.1.1. Выбор материала магнитопровода:

Выбор материала электромагнита во многом определяет эксплуатационные показатели электрического аппарата. В электромагнитных системах с питанием обмотки от источника переменного напряжения целесообразно применять шихтованные элементы магнитопровода из горячекатаного изотропного проката либо анизотропной стали марок 3411, 3412, 3413 (ГОСТ 21427.1 - 83).

4.2 Определение размеров элементов магнитопровода и обмоточного пространства.

4.2.1. Площадь сечения сердечника:

, ,                                                                                                              (4.1)

где  - магнитная проницаемость воздуха;

 - расчетная электромагнитная сила (для электромагнитов клапанного типа), при которой электромагнит срабатывает, принимается равной начальной противодействующей силе, приведенной к рабочему воздушному зазору, Н ;

 - индукция в рабочем зазоре при отпущенном якоре;  

Для большинства силовых электромагнитов индукцию в рабочем воздушном зазоре можно принимать в пределах , принимаем  = 0,6Тл;

Тогда ;

4.2.2. Площадь сечения сердечника без полюсного наконечника:

Так как номинальный ток сравнительно большой , диаметр провода будет тоже большим, следовательно можно использовать сердечник без полюсного наконечника.

,                                                                                                                                 (4.2)

где  - количество воздушных зазоров.

= 3,  

;

4.2.3. Определение размеров сторон сечения прямоугольного сердечника электромагнита переменного тока:

4.2.3.1 Определение размеров сторон сечения прямоугольного сердечника электромагнита переменного тока:

                                                                                                   (4.3)

где  - ширина сердечника, выбираемая из конструктивных соображений с учетом соотношения. С целью большей устойчивости при воздействии боковых составляющих моментов пружин применяют отношение ;

 - коэффициент заполнения сечения пакета сталью, учитывающий изоляционные слои окалины и лака; для листов толщиной ,  = 0,9 и 0,95 соответственно.

4.2.4. Определение величины намагничивающей силы обмотки электромагнита переменного тока:

Необходимой для срабатывания электромагнита, учитывающей падение магнитного потенциала: в рабочем зазоре, в нерабочих зазорах и остальных частях магнитопровода при отпущенном якоре:

;                                                  (4.4)

4.2.4.1. Для катушки параллельного включения намагничивающая сила обмотки:

                                                                                                            (4.5)

Где = - напряжение срабатывания, В;

 = 0,6…0,9 – коэффициент, характеризующий минимально возможное напряжение, при котором величина н.с. срабатывания  должно быть достаточной;

Принимаем = 0,9;

 = ;

Тогда ;

4.2.4.2. Намагничивающая сила приходящаяся на один рабочий зазор, при отпущенном якоре:

;                                                                     (4.6)

4.2.5. Определение площади продольного сечения обмоточного пространства:

                                                                                                       (4.7)

где j – плотность тока в проводниках обмотки, ограниченная температурой нагрева, для длительного режима работы можно принять j = (2,0…4,0)10⁶ А/м²;

 - коэффициент заполнения обмоточного пространства зависит от трех факторов, поэтому его можно рассматривать состоящим из трех коэффициентов . Здесь  - коэффициент формы сечения проводника: для прямоугольного =1;

 - коэффициент неравномерности намотки (укладки) (для прямоугольных проводов );

 - коэффициент перегрузки по току, характеризующий нагрузочную способность токоведущей части аппарата, определяется в соответствии с режимом работы аппарата; при продолжительном режиме  = 1;

Принимаем ;

;

;

Тогда ;

В итоге получаем, что площадь продольного сечения обмоточного пространства будет равна:

;

4.2.6. Высота и длина обмоточного пространства:

;                                                                                                                    (4.8)