2. Электромагнитный расчет эм

_{По найденным значениям} и _{, заданным величинам напряжения питания , перегрева и изменении высоты окна под обмотку рассчитывают обмоточные данные, МДС обмотки, магнитную цепь с учетом падения МДС в магнитопроводе и потока рассеяния, магнитную индукцию , тяговое усилие и момент . Вы-брав максимальное значение определяют окончательно . Ниже приводятся и поясняются формулы, необходимые для вышеуказанных последовательности расчета.}

_{Средний перегрев обмотки}

_(1.2.1)

_{где - коэффициент увеличения температуры внутри обмотки;}

_{Мощность потерь обмотки}

, Вт (1.2.2)

где , А – сила тока обмотки;

коэффициент теплоотдачи при расчетной температуре

Вт/м^{2 о}С (1.2.3)

боковая поверхность обмотки

, (1.2.4)

где - начальное значение высоты окна под обмотку по (1.1.13) при ;

- коэффициент теплоотдачи при 50 ^оС определяются по таблице 1.2.1

Таблица 1.2.1 коэффициенты теплоотдачи при 50 ^оС

, Вт/м2 оС	60	30	15	8
,	10-4	10-3	10-2	10-1

С учетом (1.2.1), (1.2.2) сила тока обмотки

, (1.2.5)

_{где перегрев обмоток при расчетной температуре} температуре окружающего воздуха

, ^оС (1.2.6)

Сопротивление обмотки при расчетной температуре

Ом (1.2.7)

С другой стороны

Ом (1.2.8)

где удельное электрическое сопротивление провода при температуре

, (1.2.9)

средняя длина витка

м (1.2.10)

W и S_пр, м² – число витков и сечение провода обмотки по меди.

Из (1.2.8)

; (1.2.11)

С другой стороны

(1.2.12)

где - коэффициент заполнения окна медью

С учетом (1.2.8), (1.2.12)

(1.2.13)

где площадь окна

, м² (1.2.14)

Выбрав значение плотности тока A/м² определяют сечение провода нулевого приближения

м², (1.2.15)

округляют его до ближайшего большого стандартного значения и выбирают диаметры проводов без изоляции и с изоляцией по приложению 1.

Коэффициент заполнения окна медью при нулевом приближении

, (1.2.16)

где - коэффициент укладки

По (1.2.13) определяются сечение провода первого приближения , округляются до стандартного значения, выбираются и и по (1.2.16) . Если , то окончательно принимаются параметры провода первого приближения, по (1.2.12) – число витков и с учетом (1.2.5) МДС обмотки .

Изгибающий момент ЭМ без учета магнитного насыщения стали и потока рассеяния

(1.2.17)

Начальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре и якоре

Тл, (1.2.18)

С учетом насыщения и рассеяния выбирают на (5-10)% меньше . Магнитный поток в воздушном зазоре и якоря

Вб. (1.2.19)

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

A/м. (1.2.20)

Напряженность магнитного поля в якоре при определяют по основной кривой намагничивания для выбранной марки стали по приложению 2.

Без учета падения МДС в магнитопроводе элементарный магнитный поток рассеяния через окно

δ_н

(1.2.21)

Магнитный поток рассеяния

, Вб (1.2.22)

Магнитный поток в сердечнике

, Вб (1.2.23)

Магнитная индукция в сердечнике

, Тл (1.2.24)

По основной кривой намагничивания определяются напряженность магнитного поля в сердечнике , А/м.

По закону полного тока определяются МДС для создания выбранного значения .

А, (1.2.15)

где средние длины участков магнитопровода –сердечника и якоря:

м, (1.2.26)

м. (1.2.27)

Если , где - ранее найденная МДС при заданном перегреве обмотки , то корректируется выбранное значение и повторяется расчет магнитной цепи до совпадения обоих значений МДС.

Далее по (1.1.1) определяются тяговое усилие и изгибающий момент

(1.2.28)

Задавая другие значения в сторону увеличения проводят аналогичные расчеты, выбирают наибольший момент и соответствующее ему , , МДС и обмоточные данные.

Тяговое усилие и момент при конечном немагнитном зазоре определяются с учетом расчета магнитной цепи по найденному значению МДС при заданном перегреве обмотки.

Для начального немагнитного зазора и оптимального ЭМ рассчитывают:

индуктивность обмотки

Гн; (1.2.29)

электромагнитную постоянную времени

с; (1.2.30)

время такта

с; (1.2.31)

период следования импульсов напряжения (тока)

с, (1.2.32)

Где - количество тактов коммутации фазы.

Для конечного немагнитного зазора аналогично рассчитывают , , .