Часть 3. Магнитные цепи
На рис. Изображена магнитная цепь электромагнита, широко применяемого в различных электромеханических устройствах, например, реле, магнитных пускателях, контакторах. В табл. 10 в соответствии с номером личного варианта приведены размеры магнитопровода. Наименования ферроматериалов, использованных для изготовления магнитопровода, значения тягового усилия Fт, которое должен обеспечить электромагнит, указаны в табл. 11 в соответствии с номером группового варианта. Кривые намагничивания ферроматериалов приведены в табл. 12. Для всех вариантов обмотка электромагнита имеет число витков W=1000.
ЗАДАНИЕ
Изобразить в масштабе заданную магнитную цепь электромагнита, указать её размеры, ферроматериалы.
Для данного электромагнита определить величину электрического тока I, обеспечивающую заданное значение тягового усилия Fт.
Определить магнитное сопротивление Rм магнитопровода при вычисленном выше значении электрического тока.
Определить индуктивность L катушки электромагнита для рассчитанного выше режима его работы.
УКАЗАНИЯ
Тяговое усилие Fт(Н), приходящее на один воздушный зазор электромагнита, рассчитывать по приближенной формуле
Fт=[ (В0)2 / (2μ0)]*S0,
Где В0 – индукция в воздушном зазоре, Тл; S0 – площадь воздушного зазора, м2; μ0 = 4π * 10-7 Гн/м – магнитная проницаемость воздуха.
Значения магнитного сопротивления Rм(1/(Ом*с)) и индуктивности катушки L(Гн) можно определить, пользуясь следующими соотношениями:
Rм = (W * I) / Ф;
L = (W * Ф) / I = W2 / Rм
Рис. 3.
Таблица 10
Геометрические размеры магнитной цепи
Номер личного варианта |
Размеры магнитопровода, мм
|
|||||
a |
b |
c |
d |
h |
l0 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
16 |
18 |
15 |
80 |
80 |
1,8 |
2 |
18 |
21 |
20 |
70 |
90 |
1,8 |
3 |
20 |
18 |
18 |
80 |
90 |
1,7 |
4 |
18 |
21 |
20 |
80 |
90 |
1,65 |
5 |
17 |
20 |
30 |
80 |
90 |
1,65 |
6 |
16 |
16 |
15 |
70 |
100 |
1,65 |
7 |
19 |
24 |
20 |
70 |
110 |
1,60 |
8 |
20 |
20 |
20 |
80 |
80 |
1,80 |
9 |
18 |
20 |
15 |
70 |
80 |
1,90 |
10 |
24 |
20 |
20 |
90 |
100 |
1,50 |
11 |
21 |
25 |
21 |
100 |
90 |
1,45 |
12 |
15 |
16 |
15 |
60 |
70 |
1,90 |
13 |
16 |
15 |
15 |
60 |
90 |
1,75 |
14 |
17 |
20 |
18 |
60 |
80 |
1,90 |
15 |
21 |
18 |
20 |
90 |
100 |
1,40 |
16 |
24 |
24 |
19 |
100 |
100 |
1,20 |
17 |
18 |
20 |
20 |
80 |
110 |
1,00 |
18 |
21 |
25 |
25 |
80 |
120 |
0,90 |
19 |
24 |
24 |
24 |
100 |
130 |
0,80 |
20 |
21 |
24 |
20 |
100 |
130 |
0,70 |
21 |
10 |
12 |
12 |
50 |
70 |
1,95 |
22 |
14 |
17 |
15 |
50 |
70 |
2,00 |
23 |
13 |
16 |
15 |
50 |
70 |
1,95 |
24 |
15 |
18 |
15 |
60 |
60 |
2,00 |
25 |
15 |
15 |
15 |
60 |
50 |
2,10 |
26 |
14 |
15 |
14 |
70 |
60 |
2,00 |
27 |
15 |
14 |
15 |
80 |
70 |
1,9 |
28 |
16 |
15 |
16 |
70 |
80 |
1,8 |
29 |
16 |
16 |
16 |
80 |
80 |
1,7 |
30 |
17 |
16 |
15 |
90 |
90 |
1,6 |
Таблица 11
Материалы магнитной цепи
Номер группового варианта |
Материал |
||
Верхней части магнитопровода |
Нижней части магнитопровода |
Fт, Н |
|
1 |
Чугун |
Литая сталь |
30 |
2 |
Чугун |
Сталь Э42 |
50 |
3 |
Литая сталь |
Сталь Э42 |
100 |
4 |
Литая сталь |
Сталь Э310 |
125 |
5 |
Литая сталь |
Пермендюр |
150 |
6 |
Сталь Э42 |
Сталь Э310 |
175 |
7 |
Сталь Э42 |
Пермаллой |
200 |
8 |
Сталь Э310 |
Пермаллой |
225 |
9 |
Сталь Э310 |
Пермаллой |
250 |
10 |
Пермаллой |
Пермаллой |
275 |
Таблица 12
Кривые намагничивания материалов
Напряжённость магн. поля, а/м |
Магнитная индукция, Тл |
|||||
Чугун |
Литая сталь |
Эл. техн. сталь Э310 |
Эл. техн. сталь Э42 |
Пермаллой |
Пермендюр |
|
50 |
0,03 |
0,12 |
0,50 |
0,28 |
0,95 |
0,5 |
100 |
0,06 |
0,22 |
1,00 |
0,43 |
1,00 |
1,00 |
150 |
0,08 |
0,33 |
1,22 |
0,61 |
1,16 |
1,42 |
200 |
0,11 |
0,43 |
1,25 |
0,70 |
1,21 |
1,6 |
300 |
0,16 |
0,60 |
1,33 |
0,85 |
1,27 |
1,84 |
400 |
0,20 |
0,72 |
1,37 |
0,96 |
1,31 |
1,95 |
600 |
0,27 |
0,90 |
1,44 |
1,12 |
1,37 |
2,08 |
1000 |
0,38 |
0,10 |
1,52 |
1,25 |
1,46 |
2,20 |
2000 |
0,55 |
1,33 |
1,60 |
1,38 |
1,55 |
2,31 |
3000 |
0,65 |
1,45 |
1,66 |
1,44 |
1,60 |
2,33 |
4000 |
0,70 |
14,53 |
1,71 |
1,69 |
1,65 |
2,36 |
5000 |
0,73 |
1,60 |
1,77 |
1,55 |
1,70 |
2,43 |
6000 |
0,75 |
1,61 |
1,82 |
1,60 |
1,75 |
2,46 |
Приложение
Форма титульного листа
Министерство образования РФ
Тульский государственный университет
Кафедра электротехники и электрических машин
РГР № 1
Анализ электрического состояния цепей постоянного тока
Выполнил: студент гр.
Проверил: преподаватель
Тула 2003
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова.- М.: Высш. Школа,1985. – 480 с.
Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 550 с.
Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В.Г. Герасимова – М.: Высш. Школа,1987. – 286с.
Разработали:
Любимцев Б.И., канд. техн. наук, доц. (ч.1,2)
Ловчаков В. И., канд. техн. наук, доц. (ч.3)
Рассмотрено методической комиссией кафедры 2 октября 1989 г.
Председатель методической комиссии В.М. Глазов
Утверждаю на заседании Нормоконтролёр,
Кафедры 5 октября 1989 г. ответственный по
Заведующий кафедрой стандартизации
Г.М. Горячев В.М.Глазов
2 октября 1989 г.