а змінного струму ведеться за допомогою двох рівнянь Кірхгофа в комплексній формі методом послідовних наближень.
Якщо задано напругу на обмотці, її активний опір і розміри магнітної ланцюга, те спочатку знаходять потік без урахування опору сталі і активного опору котушки з, а потім будують схеми заміщення, уточнюючи щоразу значення магнітних опорів, потоків і н. с. Розрахунок проводиться до тих пір, поки потоки в робочому зазорі двох сусідніх наближень будуть відрізнятися один від одного не більше ніж на 10%.
Котушки електромагнітів
У результаті розрахунку магнітного ланцюга визначається потік в котушці і її н. с. Котушка повинна бути розрахована таким чином, щоб, з одного боку, забезпечити необхідну н. с, а з іншого - щоб максимальна температура обмотки не перевищувала допустимої для використовуваного класу ізоляції.
У Залежно від способу включення розрізняють паралельні (шунтові) і послідовні (Серієсний) обмотки. У першому випадку напруга, прикладена до обмотки, постійно за своїм діючим значенням.
Під другому - опір обмотки електромагніта в багато разів менше опору решті частини ланцюга.
а) Розрахунок обмотки електромагніта постійного струму. Ескіз обмотки представлений на рис .. Задані напруга U і н. с. Iw . Потрібно розрахувати й спроектувати котушку. Перетин дроти q знаходимо, виходячи з потрібної н. с.
В
В
Ріс.3.4Електромагніт з обмоткою.
В
(3.39)
В
або
де р -Питомий опір;/ порівн -середня довжина витка; R - опір обмотки
З рівняння випливає, що при незмінній середній довжині витка і заданому р н. с. визначається добутком Uq . Якщо при незмінній напрузі і середній довжині витка потрібно збільшити н. с, то необхідно взяти провід більшого перетину. При цьому обмотка матиме менший число витків.
Після визначення перетину дроту за допомогою таблиць сортаментів знаходиться найближчий стандартний діаметр проводу.
Якщо виконати обмотку проводом даного діаметра, то н. с. обмотки не залежатиме від способу укладання дроти. При В«дикоїВ» (непересічний) обмотці число витків при тому ж вікні зменшиться в порівнянні з рядовий, величина струму пропорційно збільшиться, а н. с. котушки залишиться без зміни. p> Потужність, споживана котушкою, при дикої обмотці збільшиться, оскільки зменшиться коефіцієнт
При зміні живлячої напруги і збереженні розміру вікна обмотки повинно мати місце рівність так каки залишаються незмінні. При цьому н. с. обмотки залишиться без зміни. Оскільки при переході з однієї напруги на інше змінюється діаметр проводу (а отже, і товщина ізоляції), коефіцієнт заповнення обмотки також змінюється. Можна отримати:
Есліто при переході з напруги і { на
ВЈ/ 2 діаметр проводу зменшиться. При меншому діаметрі дроту через зрослу відносної товщини ізоляції коефіцієнт заповнення зменшиться. Отже, при переході на більш високу напругу потужність, споживана котушкою, збільшується.
Для орієнтовної оцінки нагріву котушки можна користуватися наступними рекомендаціями. Дослідним шляхом встановлено, що в котушці на ізоляційному каркасі, виконаної проводом ПЕЛ, максимальна температура не перевищить 105 В° С, якщо на кожний ват виділеної потужності буде припадати певна бічна поверхню (ат = 5б ",,/Я - питома охолоджуюча бокова поверхня). Величина цієї поверхні залежить від геометрії котушки:
В
(3.40)
гдедліна котушки; зовнішній діаметр.
Якщо після розрахунку виявиться, чтото це означає, що температура обмотки буде вище допустимої.
Можна отримати:
В
(3.41)
Якщо при необхідної н. с. потужність Р виходить більше, чемто або необхідно зменшити зв. с. обмотки, або збільшити площу обмоточного вікна < i> Q K .
Після наближеної оцінки теплового режиму котушки необхідно визначити максимальну температуру всередині її.
Для послідовної обмотки вихідними величинами для розрахунку є н. с. { Iw ) і струм ланцюга/". Число витків обмотки знаходиться з вираження
В
(3.42)
Перетин дроти можна вибрати виходячи з рекомендованої щільності струму, що дорівнює 2-4 а/мм 2 - для тривалого режиму роботи, 5-12 а/мм 2 - для повторно-короткочасного режиму роботи, 13-30 а/мм 2 - для короткочасного режиму роботи. Ці величини можна збільшити приблизно в 2 рази при терміні служби до 500 ч.
Вікно, займане рядовий обмоткою, визначається числом витків і діаметром дроти по ізоляції.
б) Розрахунок обмотки електромагнітів змінного струму . Вихідними дани...
