,
де? споживана обмоткою потужність в нагрітому стані при максимальній напрузі
? зовнішня поверхня охолодження. Для циліндричної обмотки зовнішня поверхня охолодження знаходиться за формулою:
? внутрішня поверхня охолодження, яка для циліндричної поверхні знаходиться за формулою:
? коефіцієнт, що враховує віддачу тепла через внутрішню поверхню обмотки. Для обмотки на ізоляційному каркасі.
Розрахуємо площу охолодження:
Підставами і отримаємо:
Ми отримали, що температура перегріву не перевищує допустимої:
27,74 + 40=67,74 0С lt; 105 0С.
Для перевірки котушки на розміщення у вікні магнітної системи необхідно знайти число витків в одному шарі:
(витка) [3],
де - коефіцієнт укладання,=1,05.
Число шарів обмотки:
(шарів) [3].
Тоді уточнене число витків: W=59? 221=13039 (витків).
. Розрахунок статичних тягових характеристик
Статична тягове зусилля можна розрахувати з енергетичної формулою:
.
Для розрахунку статичної тягової характеристики необхідно розрахувати магнітну ланцюг для декількох зазорів (5-6 точок у всьому можливому діапазоні переміщення якоря), будується сімейство кривих намагнічування і при відомих МДС знаходяться потоки в робочих зазорах (). Далі знаходиться падіння напруги при різних зазорах, а також похідна провідності.
Статичну тягову характеристику необхідно побудувати для напруги спрацьовування (Ucp), повернення (Uв), а так само для номінального (Uном) і 0,85 номінального (0,85Uном) напруги.
Результати розрахунку сил представлені в таблиці 7. Статичні тягові характеристики наведено на рис. 9
Таблиця 7
д, ммdЛ д/Dд? 10 - 4=24,24 А F д, AP ном, НF д, AP min, НF д, AP ср, НF д, AP в, H0,1 ? 60,4732,85318,78432,14111,51123,70114,4871,0080,112,0-540156,63817,602153,111101,86395,6129,493,7060,065-2160186,00117,378181,77899,907107,4568,344,1720,053
Рис. 9 Статичні тягові характеристики
6. Розрахунок динамічної тягової характеристики
Розрахунок динамічної тягової характеристики ведеться за методом, заснованому на графоаналітичними вирішенні рівнянь динаміки, представлених у кінцевих різницях [2]:
де U - напруга, прикладена до обмотки; I - струм; Y - повне потокосцепление обмотки; m - приведена маса рухомих частин; V - швидкість руху якоря.
Для розрахунку необхідно знати сімейство Y=f (I) і протидіючу характеристику. За протидія зусиллям знаходиться ток рушання, який можна знайти за формулою:
.
Сімейство кривих Y=f (I) можна побудувати, маючи сімейство залежностей Фд=f (F), для цього при відомому потоці Фд необхідно знайти Y. Очевидно Y =, для відповідних ділянок магнітного ланцюга, яких розташовується обмотка,, тоді
Y=[3].
Струм визначимо: I=F/W.
Знайдемо Y (I) для d=4 мм:
.
Сімейство кривих Y (I) зведено в табл. 8.
Таблиця 8
d=5 мм Y=13010? Ф д Y, Вб3,1016,2029,30410,85412,405I, А0,0150,030,0450,0530,06 d=2 мм Y=29840? Ф д Y, Вб2,9845,9688,95210,44411,936I, А0,0110,0220,0320,0380,043 d=0,1 мм Y=27050? Ф д Y, Вб2,7055,418,1159,46710,82I, А0,0020,0030,00540,00630,0071
Рис. 10 Залежності потокосцепления від струму.
Графічно визначається площа 0 аб, пропорційна механічній роботі. Робота сил опору при переміщенні якоря від до визначається графічно по протидіє характеристиці. Необхідно врахувати масштаби відповідних величин. Таким чином, можна знайти приріст кінетичної енергії і прирощення швидкості [3]:
,
Для першої ділянки=0, тоді. Середня швидкість руху якоря на ділянці, для першої ділянки.
За середньої швидкості та шляхи відшукування час руху якоря на ділянці. По кривим Y (I) знаходимо? Ш,? I і середній струм на ділянці. Значення підставляємо в рівняння динаміки. Якщо рівність не дотримується, вибираємо новий напрямок відрізка AБ, знову розраховуємо і знову перевіряється. Після цього проводимо відрізок бв і розрахунок повторюємо аналогічно, зауваживши, що, тоді:
[3].
Так як в результаті такої побудови буде відома механічна робота, що здійснюються на всіх ділянках, то електромагнітне зусилля для?? редную зазору на кожній ділянці запишеться так:. За цими даними можна побудувати динамічну тягову характеристику. Для початкового зазору динамічне тягове зусилля дорівнюватиме протидія зусиллям.
