- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1.Выбор прототипа и его описание.
- •Глава 2.Расчет токоведущего контура
- •Глава 3. Расчет контактных систем
- •3.1. Проектирование контактов
- •3.2. Проектирование главных контактов
- •3.2.1. Выбор материала, формы и размеров контактов
- •3.2.2. Расчет силы нажатия контактов
- •3.2.3. Выбор раствора и провала контактов
- •3.2.4. Определение переходного сопротивления
- •3.2.5. Падение напряжения в переходном сопротивлении
- •3.2.6. Определение температуры контактной площадки
- •3.3.4. Определение переходного сопротивления
- •3.3.5. Падение напряжения в переходном сопротивлении
- •3.3.6. Определение тока сваривания контактов
- •3.3.7. Расчет износостойкости контактов
- •Глава 4. Расчет дугогасительной системы
- •Глава 5. Расчет пружин
- •5.1. Проектирование пружинных механизмов
- •5.2. Расчет контактной пружины главных контактов
- •5.3. Расчет возвратной пружины контактов
- •5.4. Расчет контактной пружины блокирующих контактов
- •5.5 Построение противодействующей характеристики
- •Глава 6.Кинематический расчет. Построение механической характеристики.
- •Глава 7. Проектирование электромагнита переменного тока
- •7.1. Алгоритм расчета электромагнита переменного тока.
- •7.2. Расчет электромагнита
- •7.3. Построение тяговой характеристики электромагнита
- •Список литературы
7.1. Алгоритм расчета электромагнита переменного тока.
-
Задаются значения α, β, η, λ и высота КЗ витка hв = (1 – 4) мм.
-
Задается величина Вн – индукции в неэкранированной части полюса: принимается на (5 – 10)% меньше индукции насыщения для выбранной марки стали.
-
Рассчитываются параметры зоны КЗ витка.
3.1. Задаются значения αs; KF; C ; где αs - отношение сечений неохваченной КЗ витком и охваченной частей полюса; KF – отношение максимальных значений электромагнитных сил неохваченной и охваченной частей полюса; C – коэффициент, учитывающий насыщение зоны витка.
3.2. Индукция в экранированной части полюса
, (7.1.)
уточнение величины ,
где и – относительные магнитные проницаемости экранированной и неэкранированной части полюса, определяемые из кривой намагничивания по соответствующим значениям индукции Вэ и ВН.
3.3. Уточняются значения
, (7.2.)
(7.3.)
Вычисления по п. п. 3.2, 3.3 повторяются до тех пор, пока величины αs, KF будут отличаться в двух последних итерациях не более, чем на заданную погрешность.
3.4. Отношение магнитного потока к минимальной электромагнитной силе имеет вид
. (7.4.)
-
Удельная электромагнитная сила равна
. (7.5.)
-
Угол сдвига фаз между потоками в экранированной и неэкранированной частях равен
. (7.6.)
-
Необходимое удельное электрическое сопротивление КЗ витка на единицу площади полюса определяется по формуле
, (7.7.)
где ω – угловая частота.
-
Удельные потери в КЗ витке на единицу площади полюса
. (7.8.)
-
Сечение полюса без учета пазовой части
SП = Рэ/fэ (7.9.)
, где Рэ - часть расчетного значения тягового усилия, приходящаяся на один полюс с КЗ витком (при наличии одного витка Рэ= Р, при двух витках Рэ= Р/2).
-
Полный магнитный поток и магнитная индукция
(7.10.)
-
Активное сопротивление и мощность, рассеиваемая витком
; . (7.11.)
-
Площадь сечений неохваченной и охваченной частей полюса
; (7.12.).
-
Определяются размеры полюса и ширина витка:
, (7.13.)
где ; ; ; ;
; .
Здесь ρ0 – удельное сопротивление материала КЗ витка при 0о С;
αt – температурный коэффициент сопротивления;
Θρ – допустимая температура нагрева КЗ витка, Θρ = 200 – 300о С.
-
Определение размеров обмоточного окна (l, d) осуществляется при расчете магнитной цепи методом участков.
-
. Магнитные сопротивления воздушного рабочего зазора :
-
, (7.14.)
где ; ; ; ;
ω – угловая частота напряжения обмотки.
4.2. Начальное значение МДС обмотки и размеров обмоточного окна
; ; ; , (7.15.)
где J – плотность тока в обмотке, зависящая от режима работы электромагнита, в продолжительном режиме J = (2-4) A/мм2, в повторно-кратковременном она зависит от ПВ: Jпов.крат.= J./;
К3об – коэффициент заполнения обмотки, принимается равным 0,5.
4.3. Магнитные сопротивления второго рабочего зазора
; (7.16.)
4.4. Магнитное сопротивление якоря
(7.17.)
где ρR1, ρX1 – удельные активное и реактивное магнитные сопротивления стали якоря, определяемые по Вδ; R=
4.5. Магнитное сопротивление для потока рассеяния
. (7.18.)
4.6. Магнитное напряжение между точками 1 – 1/
. (7.19.)
4.7. Потоки рассеяния и в основании ярма
; .(7.20.)
4.8. Магнитные индукции в основании и стержнях ярма.
; . (7.21.)
-
. Магнитные сопротивления основания и стержней для систем, приведенных на рис. 4.4.1,а и 4.4.1,б соответственно
; ; (7.22)
; . (7.23.)
где ρR3, ρX3 – удельные активное и реактивное магнитные сопротивления стали основания, определяемые по Вос; ρR2, ρX2 – удельные активное и реактивное магнитные сопротивления стержней, определяемые по Вс;
-
Уточненное значение МДС обмотки
(7.24)
4.11. Средний поток в стали магнитопровода, эквивалентное сопротивление и его составляющие.
(7.25.)
4.12 Активное, реактивное и полное электрические сопротивления обмотки, отнесенные к W2 (W – число витков обмотки):
(7.26.)
; ,
где Θд, K3об, αΘ – допустимая температура нагрева, коэффициент заполнения обмотки и температурный коэффициент сопротивления материала провода обмотки.
4.13. Ток обмотки, умноженный на W2, число витков и полные значения сопротивлений и тока:
; (7.27.)
; ; ; ;
-
Мощность, потребляемая обмоткой электромагнита в длительном режиме
. (7.28.)
-
По формуле Ньютона рассчитывается средняя температура поверхности обмотки
(7.29.);
где Θос – температура окружающей среды;КТ – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2с) при естественном охлаждении; Sохл – поверхность охлаждения,
Если Θпов превышает или более, чем на 20% ниже допустимой по классу нагревостойкости обмоточного провода, необходимо скорректировать плотность тока J, и расчеты ,начиная с п. 4.2., повторить.
7. Вычисляются значения усилий в остальных точках механической характеристики. При этом для каждого i – го значения рабочего воздушного зазора, начиная с критического (если он не был равен δпр), определяются:
7.1. Магнитные сопротивления рабочих воздушных зазоров
; (7.30.)
где , - магнитные проводимости зазоров и их первые производные по зазору ,
7.2. Величина потока уменьшается примерно на 10% и рассчитывается по п.п. 4.4 – 4.10 величина F, соответствующая этому Φδ (при этом в качестве Rδ2 и Zδ1 используются значения сопротивлений зазоров δ2 и δ1, полученные в п. 7.1).
7.3.Тяговое усилие при отпущенном якоре
(7.31.)
Полученное значение Ротп при критическом зазоре сравнивается с соответствующим значением , если , расчет тяговой статической характеристики продолжается , иначе значение Кр увеличивается, например на 10%, и все расчеты, начиная с п. 3.10, повторяются.
-
Масса электромагнита :
; (7.32.)
(7.33.)