3. Определение геометрических размеров сердечника

Используя формулу Максвелла (29) при заданных F_эн и В_н, определяют величину S.

1. Для электромагнитов втяжных с плоским торцом якоря или тарелочных по сечению S находят радиус якоря или сердечника

S = r^{2 .}

2. Если электромагнит втяжной с коническим торцом якоря, то необходимо данный тип ЭМ привести к эквивалентному по отдаваемой полезной работе электромагниту с плоским торцом

F_эн_н = F’_эн ’_н при _к = ’_к,

где F’_{эн ,} ’_н, _к – приведенные величины параметров электромагнитов с плоским торцом [4]:

’_н = _н соs²  (40)

где 2 – угол при вершине конуса (табл. 1, позиция 8).

Формулы (40) являются расчетными для получения приведенных величин. Весь дальнейший расчет проводят так же, как и для электромагнита с плоским торцом, пользуясь найденными значениями F’_эн ’_.

3. В случае клапанного электромагнита формула (29) дает возможность определить диаметр полюсного наконечника (шляпки) d_ш (рис. 2). Обычно в электромагнитах d_ш = (1,2  1,5) d_, высота шляпки h_ш = (0,1  0,12) d_.

При предварительном выборе величин d и d_ш необходимо иметь в виду, если d и d_ш  10 мм, то это должны быть целые (лучше четные) числа. Округление идет в сторону увеличения.

3. Определение намагничивающей силы обмотки к

Поток в воздушном зазоре _­ можно выразить

_­ =B_S = U_G_ = (Iw)_{м }G_,

если то намагничивающая сила, необходимая на преодоление

с опротивления воздушного зазора (Iw) _, равна

(41)

где В_ – в Т; ₀ = 0,410^-6 Г/м; – в м.

Намагничивающая сила обмотки _к тратится на преодоление сопротивления всех воздушных зазоров (рабочих и паразитных) и сопротивления стали магнитопровода (рис. 2)

_к =  (Iw)_ +  (Iw)_ст.

В начальном положении якоря _н магнитная система ненасыщенна, поэтому в основном магнитное сопротивление всей магнитной цепи определяется магнитными сопротивлениями воздушных зазоров:

 (Iw)_ »  (Iw)_ст,

т. е.

_к   (Iw)_.

Величина магнитного потока _ определялась из начальной электромагнитной силы F_эн, , при этой силе якорь электромагнита должен начать свое движение от _н и _к, т. е. F_эн = F_тр, и поэтому этот поток является потоком трогания _{ тр,} намагничивающая сила катушки, создающая его, н. с. трогания. Для надежного срабатывания электромагнита ток трогания I_тр должен быть

меньше тока установившегося

Отношение называется коэффициентом запаса. Обычно

k₃ 1,3 2;_к = k₃ (Iw)_тр.

Поэтому ориентировочно для _н можно принять  (Iw)_   (Iw)_ст. Тогда _к = (1,3 2,0)  (Iw)_

2.5 Расчет параметров обмотки

Предварительное определение размеров обмотки электромагнита можно сделать следующим образом. Сначала решаем уравнение установившейся температуры перегрева обмотки (23) [4] относительно h_к и l_к, м, при этом получим

(42)

Определяем значение используя кривые зависимости B от П рис. 7, и из уравнения (42) находим h_к. Для клапанного электромагнита наиболее целесообразные соотношения размеров катушки лежат в ледующих пределах [2]:

2h_к = (2,53) d; l_к = (47) d;

т. е.

3,2  4,5 ,

где, k_зм – коэффициент заполнения обмотки медью, зависящий от марки и диаметра провода (при первом расчете берут k_зм = 0,40,5);

ПВ – коэффициент, определяющий условия включения обмотки [5]:

а) при длительном включении ПВ = 1;

б) при кратковременном включении ПВ 1, если t_p « Т _наг;

т о

(43)

где t_р – время работы (включения);

Т _наг – постоянная времени нагрева;

в) при повторно-кратковременном режиме ПВ1, если t_p + t_п  Т_наг, то

(44)

t_п – время паузы.

Диаметр провода определяют по уравнению (19). Расчетную величину d округляют по ГОСТу до соответствующего большого значения d в табл. 4.