Расчет электромагнитного привода реле. Расчет параметров цепи возбуждения тягового генератора тепловоза, страница 2

                                                (16)

где  – диаметр наконечника сердечника, м; =0,032м;

Расчет производим для точек А и С механической характеристики.

 Вб.

 Вб.

Проводимость воздушного зазора находим по формуле

                                                       (17)

где  – магнитная проницаемость вакуума, Гн/м;

R_н – радиус наконечника сердечника, R_н=0,0016м;

 Гн.

 Гн.

МДС воздушного зазора

                                                         (18)

 А,

 А.

Найдем МДС каждого из участков магнитопровода

Находим индукцию на j-м участке магнитопровода по формуле

                                                           (19)

где f_i – поперечное сечение j-го участка магнитопровода, м². Принимаем по прототипу.

Точка А механической характеристики

 Тл.

 Тл.

 Тл.

 Тл.

Точка С механической характеристики

 Тл.

 Тл.

 Тл.

 Тл.

По характеристике намагничивания стали находим напряженность магнитного поля в j-м участке магнитопровода  для i-й точки механической характеристики H_ji=f(B_ji) [3].

Для точки А получаем следующие значения: H₁=1,1 А/м, H₂=1,9 А/м, H₃=1,7 А/м, H₄=2,7 А/м.

Для точки С: H₁=3,25 А/м, H₂=5,9 А/м, H₃=5,03 А/м, H₄=8,03 А/м.

МДС на j-ом участке находим по формуле

                                                     (20)

где l_j – средняя длина магнитной силовой линии j-го участка магнитной цепи, м.

H_ij – напряженность магнитного поля для i-й точки механической характеристики на j-м участке, А/м.

Для точки А получаем

А;

А;

А;

А.

Для точки С получаем

А;

А;

А;

А.

МДС катушки электромагнита находим как сумму падения МДС в магнитной цепи:

                                             (21)

А;

 А.

Дальнейший расчет ведем для точки А, так как в этой точке наибольшее значение МДС.

1.3 Расчёт катушки электромагнита контактора

Средняя длина витков катушки

                                                  (22)

где d_нар, d_в – наружный и внутренний диаметры катушки, м

м.

Сечение проводников без изоляции найдем по формуле

                                                          (23)

где I_ном – номинальный ток катушки, принимаемый по прототипу, I_ном=32,5 mА;

j – плотность тока, допускаемая в медном проводе,  j= 3…5 А/мм²;

м².

Данному сечению проводника соответствует диаметр d= 0,09 мм. По сортаменту принимаем стандартное значение диаметра проводника без изоляции d= 0,1 мм, с изоляцией d = 0,12 мм [3]. Сечение проводника без изоляции тогда будет равно

 м.

Число витков катушки при шахматной намотке

                                                 (24)

где  К_У  – коэффициент укладки, К_У = 0,94;

h_K – высота катушки, h_K = 0,056 м;

l_K – ширина катушки, l_K = 0,0115 м;

d_П – диаметр провода по изоляции, м.

 витков.

Ток в катушке электромагнита

                                                        (25)

где u – номинальное напряжение катушки, u = 75 В.

ρ_t – удельное сопротивление меди при принятой температуре обмотки,     Ом·м.

                                                    (26)

где ρ₀ – удельное сопротивление меди при температуре равной 0 °С, Ом·м; ρ₀=1,55·10^-8 Ом·м;

α – температурный коэффициент, α=0,0041 1/°С;

t – температура обмотки, принимаем t=50 °С

 Ом·м.

mA.

Уточненное МДС обмотки

                                                    (27)

А.

Коэффициент запаса должен находится в пределах 1,05≤К_зап≤1,25

1.4 Расчет нагрева катушки

Превышение температуры катушки найдем по формуле

                                                     (28)

где I – рабочий ток обмотки, А;

r – сопротивление обмотки, Ом;

α₀ – удельный коэффициент теплопередачи, α₀ =10,19 Вт/м^2.с [3];

S_н, S_в – наружная и внутренняя площади катушки, м²:

S_н=3,14^.0,055²/4=0,024 м²,  S_в=3,14^.0,032²/4=0,0008 м²;

k – коэффициент, учитывающий расположение катушки. Принимаем для катушки, намотанной на картон k=0,9;

                                                          (28)

Ом.

°С.

Температуру обмотки находим по формуле