Электротехника \ Электрические и электронные аппараты

Расчет токового реле (номинальный ток катушки - 240 А, номинальное напряжение коммутирующей цепи - 80 В), страница 4

Для выполнения расчета магнитную цепь, используя эскиз магнитопровода, разбивают на отдельные участки. Каждый участок на всей своей длине должен иметь постоянное сечение и обтекаться одним и тем же магнитным потоком. На рис. 4.4.1 изображена схема замещения магнитопровода

Рисунок 4.4.1 Схема замещения магнитопровода

Магнитный поток в сечении 1

Магнитный поток в сечении 2

Магнитный поток в сечении 3

Индукция на стальном участке

Напряженность магнитного поля определяется по кривой намагничивания.

Намагничивающая сила в рабочем зазоре

Намагничивающая сила в сердечнике

, где - напряженность магнитного поля в сечении сердечника.

Намагничивающая сила якоря

Намагничивающая сила в месте сочленения сердечника и скобы

Намагничивающая сила на участке 0

Намагничивающая сила в скобе

, где - напряженность магнитного поля в сечении скобы.

Намагничивающая сила в нерабочем воздушном зазоре

В качестве материала магнитопровода выберем сталь марки Э отожженная.

Сведем все расчеты в табл.4.4.1

Табл.4.4.1 Расчет силовых характеристик электромагнита

Продолжение табл.4.4.1 Расчет силовых характеристик электромагнита

На основании проведённых расчетов стоим силовые характеристики (Рис. А.2)

4.5 Построение тяговых характеристик

Тяговая характеристика – это зависимость электромагнитной силы от величины рабочего воздушного зазора

Построенние ведется путем параллельного переноса на правый график точек при соответствующих намагничивающих силах: срабатывания и номинальной.

Номинальная намагничивающая сила

, где - намагничивающая сила срабатывания; - коэффициент, учитывающий отношение номинальной намагничивающей силы и срабатывания.

Положим .

Здесь А.

А.

Соответствующие характеристики построены на рис. А.2.

4.6 Расчет параметров катушки

Число витков катушки

, где - намагничивающая сила срабатывания, - ток срабатывания.

Здесь А, А.

Принимаем . Величину рабочего воздушного зазора реализуем упорным винтом.

Сечение шины

, где - номинальный ток катушки; - плотность тока.

Здесь А, А/м²

м².

Согласно табл.IV-2 в [3] по сечению шины выбираем шину со следующими параметрами: м², м, м.

Длина среднего витка обмотки

где - внешний диаметр намотки; - внутренний диаметр намотки.

Здесь м, м.

м.

Площадь наружной поверхности

, где - длина обмоточного пространства; - внешний диаметр намотки.

Здесь м, м

м².

Площадь внутренней поверхности

, где - длина обмоточного пространства; - внутрений диаметр намотки.

Здесь м, м

м².

Удельное сопротивление материала обмоточного провода в нагретом состоянии

, где - удельное сопротивление материала при 20⁰С; - температурный коэффициент сопротивления; - наибольшая допустимая температура нагрева материала обмоточного провода.

Здесь , град^-1, ⁰С

Сопротивление обмотки в нагретом состоянии

, где - удельное сопротивление материала обмоточного провода в нагретом состоянии; - длина среднего витка обмотки; - площадь поперечного сечения обмоточной шины; - число витков обмотки.

Здесь , м, м²,

Ом.

Максимальный ток катушки

где - номинальный ток катушки; - коэффициент максимального тока.

Здесь А,

А.

Максимально возможные потери в обмотке катушки

где - сопротивление обмотки в нагретом состоянии; - максимальный ток катушки.

Здесь Ом, А

Вт.

Перегрев

, где - максимально возможные потери в обмотке катушки; - коэффициент теплоотдачи; - коэффициент, характеризующий теплоотдачу внутренней поверхностью; - площади наружной и внутренней поверхностей.