Проектирование электрического аппарата тепловоза М-62 – контактора типа КПВ, расчёт схемы возбуждения тягового генератора и нахождение надёжности заданного узла, страница 3

Внешний вид катушки представлен на рисунке 4, а её размеры на рисунке в приложении А.

Рисунок 4 – Эскиз катушки электромагнита

Средняя длина витка катушки

(28)

Сечение проводника (без изоляции)

(29)

где	FМДСi	–	значения МДС, рассчитанное для i-ой точки механической характеристики контактора, А;
	ρt	–	удельное сопротивление меди при принятой температуре обмотки, Ом·м;
	u	–	рабочее напряжение катушки электромагнита, В; u=110 В.

(30)

где	ρ0	–	удельное сопротивление меди при температуре равной 0 °С, Ом·м; ρ0=1,55·10-8 Ом·м;
	α	–	температурный коэффициент, 1/°С; α=0,0041 1/°С;
	t	–	температура обмотки, °С; принимаем t=90 °С.

Диаметр провода равен 0,399 мм. По сортаменту выбираем стандартный диаметр 0,45 мм, без изоляции 0,41 мм [1].

Число витков в катушке

(31)

где	КУ	–	коэффициент укладки, принимаем 0,91;
	hK	–	высота катушки, м; hK =0,015 м;
	lK	–	ширина катушки, м; lK =0,11 м;
	dП	–	диаметр провода (по изоляции), м.

Ток в катушке электромагнита

(32)

где

qIC

–

сечение проводника без изоляции, м.

Уточняем МДС обмотки

(33)

Величина МДС должна быть равна или больше соответствующего значения F^МДС_i .

Рассчитываем коэффициент запаса, который должен лежать в пределах от 1 до1,15,

(34)

Превышение температуры катушки

(35)

где	r	–	сопротивление обмотки, Ом;
	α0	–	удельный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·°С); α0=11,41 Вт/(м2·°С) [2];
	SН,SВ	–	соответственно наружная и внутренняя поверхность катушки, м2;
	k	–	коэффициент учитывающий расположение катушки; для катушки на стальном сердечнике k=2,4.

(36)

Температура обмотки

(37)

где

tокр

–

температура окружающей среды, °С; tокр=40°С.

Расхождение между значениями составляет (90-94)/90·100%= -4,44%. Т. е. рабочая температура обмотки катушки электромагнита выбрана верно.

2 Расчёт параметров цепи возбуждения тягового генератора тепловоза

На тепловозе М62 схем возбуждения тягового генератора с магнитным усилителем и селективным узлом. Данная схема представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования, работающая по принципу отклонения регулируемой величины от заданного значения. На каждой из позиций контроллера машиниста она формирует селективную характеристику тягового генератора.

Схема включает в себя следующие элементы: возбудитель постоянного тока, подвозбудитель переменного тока, магнитный усилитель, селективный узел, измерительные трансформаторы.

Составляющие элементы схемы рассчитываем таким образом, чтобы обеспечить получение требуемой внешней характеристики тягового генератора. Последняя берётся из технических данных тепловоза.