Расчет магнитной цепи с экраном

4.4.1 Расчет магнитного потока в рабочем зазоре (при притянутом якоре)

 

где – коэффициент, учитывающие возможное понижение напряжение питания сети ; – коэффициент рассеяния .

 

4.4.2 Расчет коэффициента запаса

 

,

 

где – отношение площадей неэкранированной и экранированной частей, =0,4 0,6.

 

 

4.4.3 Расчет необходимого электрического сопротивления экрана

 

 

где – сумма площадей неэкранированной и экранированной частей магнитопровода:

 

 

4.4.4 Расчет угла между потоками Ф_н и Ф_э при одновитковом экране

 

 

где – магнитная проводимость экранированной части воздушного зазора:

 

 

где – площадь экранированной части, м:

 

 

 

4.4.5 Расчет магнитных потоков

Поток в неэкранированной части:

 

 

Поток в экранированной части:

 

4.4.6 Расчет магнитной индукции в неэкранированной части зазора

 

 

где – площадь неэкранированной части, м:

 

 

Условие выполняется.

 

4.4.7 Расчет средних значений сил в неэкранированной и экранированной частях

 

 

 

 

4.4.8 Расчет амплитуды Р_а средней и минимальной силы

 

 

 

 

Условие выполняется

 

4.4.9 Расчет геометрических размеров экрана

 

Выбор геометрических размеров экрана производят:

1) исходя из величины необходимого электрического сопротивления экрана, с учетом значительного изменения сопротивления при температуре экрана, доходящей до 200 250 ⁰С.

2) размеры определяются на основании теплового расчета экранированной области магнитопровода.

Принимаем толщину экрана

Длина средней линии экрана:

 

 

где – ширина экрана , м; – глубина экрана

Электрическое сопротивление экрана:

 

 

где q _Э – сечение экрана:

 

 

– удельное сопротивление медного экрана нагретого до температуры 200 250 ⁰С:

 

 

Высота экрана:

 

 

 

Расчет проводимостей

4.6.1 Схема замещения

Проводимости рассчитываем методом разбивки поля на простые геометрические фигуры. Метод предусматривает разбиение объёма пространства воздушного зазора на простые геометрические тела. Все частичные тела образуют вероятные параллельные пути воздушного зазора . Это обстоятельство определяет целесообразность расчета их параметров в форме частичных магнитных проводимостей , так что полная магнитная проводимость определяется суммированием частичных составляющих:

 

 

В рассматриваемом методе частичная проводимость геометрического тела основной части воздушного зазора рассматривается как рабочая проводимость , а остальные фигуры создают краевую проводимость

 

.

 

Поэтому соответственно для проводимости справедливо

 

4.6.2 Расчет проводимостей для пяти зазоров

1)

2)

3) ,

4)

5)

 

Принимаем

 

Полная проводимость воздушного зазора представляет собой сумму всех частичных проводимостей:

 

Фигура 1 – Призма высотой и основанием а и b

 

 

Фигура 2 – Полуцилиндр диаметром длиной b

 

 

Фигура 3 – Половина полого цилиндра

 

 

Фигура 4 – Четверть цилиндра радиуса

 

 

Фигура 5 – Четверть полого цилиндра

 

 

Фигура 6 – Полуцилиндр диаметрам длиной а

 

 

Фигура 7 – Половина полого цилиндра длиной а

 

Фигура 8 – Сферический квадрант

 

 

Фигура 9 – Квадрат сферической оболочки

 

Таблица 1– Расчетные значения проводимостей для пяти зазоров

 

Фигуры зазоров	Проводимости, Гн
1 зазор	2 зазор	3 зазор	4 зазор	5 зазор
Фигура 1	9∙10^-7	3,5∙10^-7	2,2∙10^-7	0,91∙10^-7	0,57∙10^-7
Фигура 2	0,062∙10^-7
Фигура 3	0,076∙10^-7
Фигура 4	0,124∙10^-7
Фигура 5	0,1∙10^-7
Фигура 6	0,062∙10^-7
Фигура 7	0,076∙10^-7
Фигура 8	0,00055∙10^-7	0,00144∙10^-7	0,00232∙10^-7	0,00553∙10^-7	0,00873∙10^-7
Фигура 9	0,004∙10^-7	0,01∙10^-7	0,017∙10^-7	0,04∙10^-7	0,064∙10^-7
Суммарная проводимость	9,65∙10^-7	4,16∙10^-7	2,86∙10^-7	1,57∙10^-7	1,23∙10^-7

4.6.3 Расчет проводимости не рабочего зазора

 

 

 

4.6.4 Суммарная проводимость

 

 

Таблица 3 –Расчетные значения суммарной проводимости

 

	1 зазор	2 зазор	3 зазор	4 зазор	5 зазор
Проводимость,	4,66∙10^-7	2,84∙10^-7	2,17∙10^-7	1,34∙10^-7	1,08∙10^-7

=12,1∙ Гн

 

На рис. 2 приведена зависимость проводимости от величины зазора

 

Рисунок 2– График зависимости проводимости от величины зазора

Расчет тяговой характеристики

4.7.1 Рассчитываем Р_тяг для каждого воздушного зазора

 

 

Проводим касательные к кривой в расчетных точках. Углы, образованные с осью абсцисс, характеризуют первые производные в этих точках:

 

,

 

где – масштабы по соответствующим осям, k – поправочный коэффициент, зависящий от величины силы контактного нажатия k =1,1.

 

, , , ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис.3 приведена тяговая характеристика

Рисунок 3 – Тяговая характеристика

 

 

 

 

Динамические характеристики

Расчет времени трогания

5.1.1 Ток трогания

 

Установившейся ток управления в катушке при номинальном напряжении

 

 

5.1.3 Время трогания

 

A

 

A

 

где –электромагнитная постоянная времени при отпущенном якоре:

 

 

где R – сопротивление обмотки при температуре 120⁰С:

 

 

На рис.4 приведена тяговая и противодействующая характеристики

 

Рисунок 4 – Противодействующая и тяговая характеристики

 

 

Расчет времени движения

 

с

 

 

где т – масса подвижных частей, приведенная к общей оси вращения:

 

 

где –масса якоря; р _с – плотность стали ; – масса контактов;

 

 

 

 

 

Н

 

где – площадь фигуры, ограниченной тяговой и противодействующей характеристикам. Определяется как разность площадей, образованных этими кривыми;

 

– масштабный коэффициент по осям координат.

 

 

 

 

 

Вывод

В ходе выполнения курсовой работы был произведен расчет электромагнитного контактора переменного тока. Набран опыт в электромагнитных, электромеханических и тепловых расчетах современных конструкций контакторов, а так же в иных расчетах входивших в курсовую работу. Изучил области применения контакторов и их принцип работы.

По результатам расчетов убедился в работоспособности данного контактора КТ7022Б.

 

 

Список литературы

 

 

1. Рогинская Л.Э., Мухутдинова Г.С., Рахманова Ю.В..Электрические и электронные аппараты. Учебное электронное издание локального доступа Уфа, УГАТУ: 2010.

2. Мухутдинова Г.С., Рогинская Л.Э..Электрические аппараты. Учебное пособие. – Уфа: 2005

3. Костюкова Т.П.. Электрические аппараты. Учебное пособие. – Уфа: 1996

4. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов. - М.: Энергия 1971.