3. Расчет устройства

3.1. Определение конструктивного показателя устройства производится по формуле [1]

(1)

где приведенное значение начального электромагнитного усилия

, (2)

приведенное значение начального рабочего зазора

(3)

Отсюда:

3.2. Определение начальной индукции в рабочем зазоре устройства и выбор материала магнитопровода [1]

Полученное значение , поэтому выбираю такую формулу для расчета индукции[1]:

(4)

После расчета индукции выбирается материал магнитопровода, у

которого индукция насыщения Bs примерно в 1,5 ... 3 раза больше найденной индукции Вн. При выборе материала магнитопровода желательно не использовать чугун, ферриты, прецизионные и дорогостоящие материалы: не применять материалы, в название марок которых входят буквы Ю, Д, Ф, К,X, Н, П, М; без особой надобности не использовать тонколистовую сталь.

(5)

Соотношению (5) соответствует электротехническая сталь марки 1211, индукция насыщения которой [3], плотность . Кривая намагничивания стали 1211 [3] представлена на рис. 3.

Рис. 3. Кривая намагничивания электротехнической стали марки 1211

3.3. Отношение длины l_к обмотки управления к ее толщине h_к [1](по упррощенному соотношению)

3.4. Площадь поперечного сечения магнитопровода и якоря S (в первом приближении) [1]

,

где μ₀=4π∙10^-7=1,257∙10^-6 Гн/м – магнитная постоянная.

По найденной площади подсчитываются основные размеры магнитопровода и якоря

Диаметр якоря

(7)

Принимаем .

Пусть сооношение высоты сечения магнитопровода к его ширине равно:

Тогда высота сечения магнитопровода определится как:

. (8)

Приму Тогда ширину сечения магнитопровода можно определить таким образом:

. (9)

3.5. МДС F_δ, необходимая для проведения основного магнитного потока через воздушные промежутки [1]

.

3.5. Подсчитывается МДС срабатывания устройства используя энергетическую формулу

выбираем большее между и

3.6. Расчет рабочей МДС [1]

Пусть коэффициент запаса , тогда рабочая МДС будет равна

.

.

Выбираю из полученных результатов большее значение:

.

3.7. Определим удельное электрическое сопротивление провода обмотки ρ_t при допустимом превышении температуры τ_доп­ по формуле [3]

, где

- удельное электрическое сопротивление при температуре t₀=0 ^оС;

- температурный коэффициент сопротивления;

- допустимая температура нагрева.

Тогда

.

3.8. Определим размеры обмотки при выбранных коэффициенте теплоотдачи K_­то=15 Вт/м²∙^оС и коэффициенте заполнения обмоточного пространства витками обмотки управления K_­зм=0,5

- толщина обмотки [1]

;

- длина обмотки [1]

.

Принимаю =136

3.9 Выбор провода обмотки управления

Пусть толщина каркаса обмотки управления (для обеспечения необходимой прочности каркаса) (см. рис. 4).

Между каркасом обмотки и магнитопроводом (см. рис. 4) существует воздушный зазор (он необходим для посадки каркаса обмотки на магнитопровод).

Тогда внешние размеры каркаса обмотки (см. рис. 4):

ширина

, (24)

высота

. (25)

Периметр внутренней стороны обмотки будет равен:

мм.

Рассчитаем диаметр d_г провода обмотки без изоляции [1]:

, (26)

где d_В – эквивалентный внутренний диаметр обмотки (см. рис.4);

U_у – напряжение обмотки управления.

Диаметр d_В определяют следующим образом (см. рис.4):

мм.

Принимаю =21 мм.

Округляем полученное значение в сторону увеличения до ближайшего стандартного значения из [1]. Выписываем остальные технические данные:

• диаметр провода по меди d_пр=0,27 мм;

• сечение голого провода q=0,0572 мм²;

• диаметр провода с изоляцией d_из=0,32 мм;

• новое значение коэффициента заполнения обмоточного пространства витками обмотки управления K_­зм=0,485

3.10 Определение числа витков обмотки управления [1]

. (29)

Округляем значение числа витков до целого числа, кратного 5: N=19490 вит.