Проектирование электротехнических изделий: Методические указания к практическим занятиям (Технологические карты-инструкции по выполнению практических занятий), страница 7

Если плотность выбрать больше допустимого значения, то обмотка будет нагреваться при работе, если меньше – нагреваться не будет, но увеличатся габариты и расходы на медь.

Для медных катушек, реле и электромагнитов с кратковременным режимом работы S2, когда время работы меньше постоянного времени нагревания, т.е. когда практически нет рассеивания тепла, а потери идут на повышение температуры обмотки θ ºC, плотность тока в катушке можно рассчитать по формуле:

,                                                                  (3.3)

где t - время работы катушки, с

Для катушек с повторно-кратковременным режимом работы плотность тока определяется с учетом коэффициента таловой перегрузки p_T

                                                      (3.4)

Коэффициент p_T определяется в зависимости от продолжительности работы t_p и продолжительности остановки t_o.

Если расчетное сечение получилось менее 3 мм², то обмоточный провод следует выбрать круглого сечения, если больше – прямоугольного сечения.

Диаметр кругового сечения, мм

                                                          (3.5)

Полученный размер корректируется по стандартному размеру, при этом выбирается размер по стандартным значениям. После этого проверяется действительная плотность тока, которая не должна превышать допустимые значения.

Далее определяются габариты катушки. Обычно высота катушки задана конструктивно, требуется определить только ширину.

Потребная площадь F_п для размещения обмотки вычисляется через коэффициент заполнения или коэффициент окна.

Средние коэффициенты заполнения для проводов приведены в справочниках. Приняв их в расчетах, можно определить потребную площадь и ширину катушки.

Коэффициент заполнения паза круглого провода:

,                                               (3.7)

где  – число эффективных проводников в пазу.

Если расчет осуществляется по известным размерам окна и паза, то расчетный коэффициент окна сравнивается с рекомендуемым, и делается вывод о возможности или невозможности размещения обмотки.

У шихтованных сердечников площадь паза «в свету» меньше, чем площадь окна одного листа, т.к. при шихтовке происходит незначительное смещение листов.

Ориентировочно коэффициент заполнения проводом круглого сечения составляет 0,3…0,4; прямоугольным проводом – 0,65…0,75.

Если известны габариты катушки и ориентировочные значения среднего витка обмотки, то сечение провода можно рассчитать по формуле:

                                                          (3.6)

где γ – удельная электропроводность для меди практически в холодном состоянии 57 м/Ом*мм².

При расчете удельную электропроводность следует брать для нагретой катушки.

                                          (3.7)

где α- температурный коэффициент

                                   (3.8)

Порядок самостоятельной деятельности

1  Выполните эскиз катушки возбуждения (см. рисунок 3.1).

2  Запишите технические данные, необходимые для расчета из таблицы 3.1. Из таблицы 3.2 выберите ток возбуждения согласно варианту.

Таблица 3.1 – Технические данные.

Таблица 3.2 – Ток возбуждения, А