Методичні вказівки до виконання завдання №2
Розрахунок електромагніту змінного струму»
Вихідними даними для розрахунку обмотки напруги є амплітуди МРС Fm, магнітного потоку Фm і напруга мережі U. Для електро-магнітів змінного струму запишемо рівняння рівноваги напруг:
, (2.1)
де U та І – діючі значення напруги, В та струму, А; f – частота струму мережі, Гц.
Оскільки струм і опір можуть бути розраховані тільки після визначення числа витків, то завдання вирішується методом послідовних наближень. У першому наближенні можна прийняти R = 0, так як активний спад напруги значно менший за реактивний. Тоді число витків обмотки
. (2.2)
Оскільки при розрахунку W ми знехтували активною складовою спаду напруги, то дійсне число витків повинно бути дещо меншим менше. У практичних розрахунках зазвичай приймають
, (2.3)
тоді
. (2.4)
Переріз проводу визначають за виразом (1.17), задавшись густиною струму. Вибравши стандартний діаметр і спосіб укладання дроту, знаходимо коефіцієнт заповнення fм за (1.10) і площу вікна обмотки Qобм з (1.18).
Після цього можна визначити середню довжину витка і активний опір обмотки. Товщину обмотки hобм легко знайти за геометричними розмірами котушки (рис.2.1):
. (2.5)
Середня довжина витка розраховується через внутрішній Пвн та зовнішній Пзовн периметри обмотки:
|
|
|
(2.6)
або
, (2.7)
. (2.8)
Активний опір обмотки визначаємо за (1.4). Якщо, після під-становки отриманих даних у (2.1) ліва частина відрізняється від правої більш ніж на 10%, то необхідно варіювати число витків до отримання задовільного збігу.
Після розрахунку R проводиться перевірка обмотки на нагрі-вання. Розрахунок ведеться так само, як і для обмоток постійного струму. При цьому у співвідношеннях (1.11) замість зовнішнього діаметра обмотки Dобм слід підставляти еквівалентний зовнішній діа-метр обмотки
. (2.9)
Рис.2.1. Електромагніт змінного струму
Особливістю є нагрів магнітопроводу за рахунок втрат від вихрових струмів і гістерезису. Відведення тепла, що виділяється в обмотці через сердечник затруднене, і точка з максимальною темпе-ратурою лежить на внутрішньому радіусі обмотки. Для покращення охолодження потрібно збільшувати поверхню торців котушки при зменшенні її довжини.
Потужність втрат в обмотці знаходять за виразом
. (2.10)
Бічна охолоджуюча поверхня
. (2.11)
|
|
|
Якщо обмотка напруги живиться від джерела з напругою U2, іншою, ніж номінальна U1, і сила тяги повинна залишитися тією ж, то обмотувальні дані повинні бути відповідно змінені. Значення МРС і кут зсуву між струмом і напругою при цьому вважаються незмінними. Згідно [2] повинні бути дотримані співвідношення:
, (2.12)
, (2.13)
. (2.13)
Повна потужність обмотки при переході з однієї напруги на іншу і дотриманні зазначених умов не змінюється, так як
. (2.14)
Для розрахунку обмотки струму заданими параметрами є діючі значення МРС F і струму кола I. Розрахунок таких обмоток ведеться за аналогією з обмотками постійного струму з урахуванням (2.8) - (2.11).
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 199; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!