Курсовая работа: Проектирование Ш-образного электромагнита для автоматического выключателя

2. Исходные данные Ш–образного электромагнита

Напряжение питания ~ 220 В; I_ном =10А; f=50 Гц.

Длительный режим работы. Температура окружающей среды θ₀ =+40°С.

Класс нагревостойкости обмоточного провода А.

Допустимая температура нагрева 105°С.

Материал магнитопровода 1511.

Рис. 2.1. Электромагнит переменного тока с плоским якорем и Ш-образным ярмом

3. Расчеты электромагнита

3.1 Расчет сечения магнитопровода

Сечение магнитопровода электромагнита переменного тока должно удовлетворять двум условиям:

– отсутствию вибрации якоря в притянутом положении;

– превышению среднего значения электромагнитной силы при всех положениях якоря над противодействующей.

Правильность выбора сечения выясняется на этапе поверочного расчета, когда построена тяговая характеристика при минимальном напряжении. На этапе предварительного расчета учет только одного из названных условий при расчете сечения магнитопровода может привести к отрицательному конечному результату. Чтобы избежать этого, рекомендуется предварительно провести расчет сечения по обоим вариантам и окончательно остановиться на большем сечении.

При притянутом якоре вибрация будет отсутствовать, если минимальное электромагнитное усилие будет больше противодействующего:

(3.1.1)

где F_min - минимальная электромагнитная сила при притянутом якоре;

k_р – коэффициент запаса по силе, k_р =1.1 ÷ 1.3;

F’_прк – расчетное противодействующее усилие для конечного положения якоря.

Для электромагнитов с двумя К.З. витками:

F’_прк ⁼ 0,5 F_прк

Сечение полюса определяется из соотношения:

(3.1.2)

где α – соотношение сечения неэкранированной части полюса (S₂ ) к сечению экранированной (S₁ ), α =0,4 – 0,6;

m_р – отношение средних усилий от потока в неэкранированной (Р_ср2 ) и экранированной (Р_ср1 ) частях полюса; m_р = 1,0 – 1,5;

c– коэффициент, учитывающий степень насыщения неэкранированной части полюса, с = 0,8 – 1;

На этапе предварительного расчета α, m_р , сприходится задаваться.

В_m – максимальная индукция; В_m = 1,0 – 1,2; Принимаем k_р – 1,2,

α =0,5, m_р =1.4, с=0,9,