МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
РОЗРАХУНОК І ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання розрахунково-графічної роботи з курсу "Проектування електромеханічних вузлів приладів" для студентів спеціальності 7.090901 "Прилади точної механіки" Затверджено на засіданні кафедри „Прилади точної механіки” Протокол № 8 від 14.04.2003 р. Львів – 2003 Розрахунок і проектування електромагнітів Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи з курсу "Проектування електромеханічних вузлів приладів" /Укл.: Когут Р.В., Марець Б.П. - Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2003. - 47 с. Укладачі Когут Р.В., ст.викладач Марець Б.П., ст.викладач Відповідальний за випуск Івахів О.В., д-р техн.наук, доц. Рецензенти Походило Є.В., канд. техн.наук, доц. Глобчак М.В., канд. техн.наук, доц. ЗМІСТ 1. ІНЖЕНЕРНІ АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ (ЕМ) 4 2. ОСНОВИ РОЗРАХУНКУ І ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ 4 3. ВИБІР ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ЕМ 5 4. ОСНОВНІ СПІВВІДНОШЕННЯ І ЗВ(ЯЗКИ МІЖ ПАРАМЕТРАМИ 7 5. УЗГОДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ 9 6. ПОЯСНЕННЯ ДО РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ 10 7. ІНЖЕНЕРНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ 12 8. ЗАВДАННЯ 12 ЛІТЕРАТУРА 12 ДОДАТКИ 13 1. ІНЖЕНЕРНІ АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ (ЕМ) В залежності від наявності основних вихідних даних існує три основних типи розрахунків: два проектні і один перевірки. Проектний I типу: за заданим зусиллям, ходом якоря, тепловим режимом розраховують розміри магнітопроводу і параметри котушок, що забезпечують задані параметри при мінімальних габаритних розмірах. Проектний розрахунок II типу: за заданими габаритними розмірами, ходом якоря, тепловим режимом розраховують розміри магнітопроводу і параметри котушок, що забезпечують максимально можливе тягове зусилля при заданих параметрах. Розрахунок перевірки III типу: за відомими розмірами магнітопроводу, параметрах котушки, ходу якоря визначають тягове зусилля ЕМ. 2. ОСНОВИ РОЗРАХУНКУ І ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ 2.1. Вибір конструктивного типу і форми стопу За заданим значенням конструктивного фактора
згідно рис.1 вибирається раціональний з точки зору оптимізації критеріїв
тип ЕМ
, (1) де А- робота, що виконує ЕМ;
- маса ЕМ; V – об’єм ЕМ; F – магніто-рушійна сила (МРС) ЕМ.
Рис.1. Раціональні області застосування електромагнітів і форм стопів ЕМ з втяжним якорем. На стиках ділянок застосування (незаштриховані ділянки), можливе застосування обох суміжних типів ЕМ. При виборі ЕМ із втяжним якорем раціональна форма стопу визначається за значенням КФ і зрізаності конуса ( як співвідношення малого діаметра конуса до великого, рівного діаметру якоря. Застосування стопів з
нераціонально, так як тягова характеристика близька да характеристики плоского стопу і виграш за зусиллям незначний. Конічні стопи з
доцільні для використання до порівняно великих ходів якоря і отримання пологої тягової характеристики, коли не можна застосувати ЕМ з ФШМ (феромагнітним шунтом). 3. ВИБІР ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ЕМ Задана номінальна механічна робота ЕМ (
) забезпечується при певних значеннях тягового зусилля Р і ходу якоря
ЕМ. Для зменшення габаритних розмірів ЕМ доцільно задаватися малим
і необхідним Р з умови забезпечення заданої роботи
. Тягове зусилля ЕМ в загальному виді є функцією наступних параметрів [3]
, (2) коригуючий коефіцієнт
, (3) де
- коригуючий коефіцієнт відносного падіння магніторушійної сили (МРС);
- МРС в робочому проміжку;
МРС в паразитному проміжку;
- загальна МРС котушки;
- напруга, що підведена до ЕМ;
- опір котушки;
- число витків;
- переріз магнітопроводу;
- робочий проміжок;
- паразитний проміжок. Розглянемо вплив кожного з цих параметрів на тягове зусилля ЕМ. 3.1. Врахування втрат МРС. Вони враховуються коригуючим коефіцієнтом
. Він залежить від магнітної індукції (рис.2) і має максимальне значення (мінімальні втрати МРС) при інду...