Міністерство транспорту та зв’язку України Українська державна академія залізничного транспорту Кафедра Системи електричної тягиКонтрольна робота Електричні апарати Перевірив доцент О.Д. Супрун Розробив студент групи 10-III -ЕТ В.М . Носик Визначення магнітної провідності неробочого повітряного зазору Знаходимо величину неробочого повітряного зазору , м. Розбиваємо поле між якорем і скобою на прості фігури 1 – прямокутний паралелепіпед розмірами a, b і δн; 2 – половина порожнього циліндра довжиною a, внутрішній діаметр δн і зовнішній – δн + 2a; 2’ – половина порожнього циліндра довжиною b, внутрішній діаметр δн і зовнішній – δн + 2a; 3 – половина циліндра довжиною a і діаметром δн; 3’ – половина циліндра довжиною b і діаметром δн; 4 – чверть порожнього циліндра довжиною b, внутрішній радіус δн, зовнішній – δн + a; 5 – чверть циліндра довжиною b і радіусом δн; 6 – квадрант кульової оболонки діаметром δн + 2a; 6’ – квадрант кульової оболонки діаметром 2(δн + a); 7 – кульовий квадрант діаметром δн; 7’ – кульовий квадрант діаметром 2δн. У відповідності з рис.1 визначаємо магнітні провідності окремих фігур Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; Гн. Визначаємо повну магнітну провідність неробочого повітряного зазору Визначення магнітної провідності робочого повітряного зазору Вибираємо мінімальне значення робочого повітряного зазору δmin=0,001м Визначаємо максимальне значення робочого повітряного зазору δmax = l·tgαmax = 0,08·tg0,28 = 0,023м. Вибираємо наступні значення робочого повітряного зазору δ1 = δmin = 0,001м; δ2 = 0,003м; δ3 = 0,009м; δ4 = 0,014м; δ5 = 0,019м; δ6 = 0,023м. По формулі В.В.Вишниовського визначаємо магнітні провідності для обраних значень робочого повітряного зазору: Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; Гн; 3. Побудова вебер-амперних характеристик магнітного кола електромагніту 3.1 Визначаємо площі перетину осердя, скоби і якорі м2; Sск = Sя = a·b = 0,01·0,1 = 1·10-3 м2. Як видно, Sск < Sc, отже, розрахунок ведемо по скобі. 3.2 Задаємося наступними значеннями магнітної індукції в скобі Bск1 = 0,6Тл; Bск2 = 0,8Тл; Bск3 = 1,2Тл; Bск4 = 1,4Тл; Bск5 = 1,6Тл; Bск6 = 1,8Тл. 3.3 По заданій кривій намагнічування (таблиця 1.1) для обраних значень індукції в скобі Bск знаходимо напруженості поля скоби Hск1 = 90А/м; Нск2 = 133А/м; Нск3 = 444А/м; Нск4 = 1410А/м; Нск5 = 5980А/м; Нск6 = 18100А/м. Таблиця 1.1 Залежності В = f(Н) для сталі 1411.
3.4 Визначаємо величину магнітного потоку при обраних значеннях магнітної індукції Ф1 = Bск1·Sск = 0,6·1·10-3 = 0,6·10-3Вб; Ф2 = Bск2·Sск = 0,8·1·10-3 = 0,8·10-3Вб; Ф3 = Bск3·Sск = 1,2·1·10-3 = 1,2 ·10-3Вб; Ф4 = Bск4·Sск = 1,4·1·10-3 = 1,4·10-3Вб; Ф5 = Bск5·Sск = 1,6·1·10-3 = 1,6·10-3Вб; Ф6 = Bск6·Sск = 1,8·1·10-3 = 1,8·10-3Вб. 3.5 Визначаємо магнітну індукцію в осерді Тл; Тл; Тл; Тл; Тл; Тл. 3.6 Використовуючи задану криву намагнічування (таблиця 1.1) знаходимо напруженості поля осердя Hс1 = 80А/м; Нс2 = 105А/м; Нс3 = 220А/м; Нс4 = 400А/м; Нс5 = 1025А/м; Нс6 = 3855А/м. 3.7 Визначаємо падіння магнітних потенціалів у осерді, скобі, якорі і неробочому повітряному зазорі Fc1 = Hc1·h = 80·0,13 = 10,4 А; Fc2 = Hc2·h = 105·0,13 = 13,65 А; Fc3 = Hc3·h = 220·0,13 = 28,6 А; Fc4 = Hc4·h = 400·0,13 = 52 А; Fc5 = Hc5·h = 1025·0,13 = 133,25 А; Fc6 = Hc6·h = 3855·0,13 = 501,15 А; Fcк1 = Hcк1·(l + h) = 90(0,08 + 0,13) = 18,9 А; Fcк2 = Hcк2·(l + h) = 133(0,08 + 0,13) = 27,93 А; Fcк3 = Hcк3·(l + h) = 444(0,08 + 0,13) = 93,24 А; Fcк4 = Hcк4·(l + h) = 1410(0,08 + 0,13) = 296,1 А; Fcк5 = Hcк5·(l + h) = 5980(0,08 + 0,13) = 1255,8 А; Fcк6 = Hcк6·(l + h) = 18100(0,08 + 0,13) = 3801 А; Fя1 = Hcк1·l = 90·0,08 = 7,2 А; Fя2 = Hcк2·l = 133·0,08 = 10,64 А; Fя3 = Hcк3·l = 444·0,08 = 35,52 А; Fя4 = Hcк4·l = 1410·0,08 = 112,8 А; Fя5 = Hcк5·l = 5980·0,08 = 478,4 А; Fя6 = Hcк6·l = 18100·0,08 = 1448 А; А; А; А; А; А; А; 3.8 Знаходимо падіння магнітного потенціалу в сталі і на робочому повітряному зазорі FΣ1 = Fc1 + Fск1 + Fя1+ Fδн1 = 10,4+18,9+7,2+508,404=544,904 А; FΣ2 = Fc2 + Fск2 + Fя2+ Fδн2 = 13,65+27,93+10,64+677,872=730,092 А; FΣ3 = Fc3 + Fск3 + Fя3+ Fδн3 = 28,6+93,24+35,52+1016,808=1174,168 А; FΣ4 = Fc4 + Fск4 + Fя4+ Fδн4 = 52+296,1+112,8+1186,276=1647,176 А; FΣ5 = Fc5 + Fск5 + Fя5+ Fδн5 = 133,25+1255,8+478,4+1355,744=3223,194 А; FΣ6 = Fc6 + Fск6 + Fя6+ Fδн6 = 501,15+3801+1448+1525,211=7275,361 А. Результати розрахунків зводимо в таблицю 1.2. Таблиця 1.2 Результати розрахунку магнітного ланцюга.
3.9 По даним таблиці 1.2 будуємо вебер-амперну характеристику сталі і неробочого повітряного зазору Ф = f(Fя) 3.10 Вирішуючи графічно рівняння Fδ = Iw – FΣ, будуємо вебер-амперну характеристику робочого повітряного зазору Ф=f(Fδ) (рис. 2). 4. Визначення падіння магнітного потенціалу в робочому повітряному зазорі 4.1 Задаємося значенням магнітного потоку Ф0 = 0,86·10-3 Вб і знаходимо падіння магнітних потенціалів у робочому повітряному зазорі при магнітному потоці, рівному Ф0 А; А; А; А; А; А. 4.2 Через отримані точки і початок координат проводимо прямі до перетинання із кривою Ф = f(Fδ) Опускаючи із точок перетинання перпендикуляри на вісь абсцис, отримуємо падіння магнітних потенціалів у робочому повітряному зазорі при відповідних значеннях зазору: Fδ1 = 595 А;δ1 = 0,001 м; Fδ2 = 1550 А;δ2 = 0,003 м; Fδ3 = 3955 А;δ3 = 0,009 м; Fδ4 = 4610 А;δ4 = 0,014 м; Fδ5 = 4860 А;δ5 = 0,019 м; Fδ6 = 4980 А;δ6 = 0,023 м. 5. Визначення похідної від магнітної провідності робочого повітряного зазору по величині зазору і побудова тягової характеристики 5.1 Визначаємо значення похідної від магнітної провідності робочого повітряного зазору по величині зазору Гн/м Гн/м; Гн/м; Гн/м; Гн/м. 5.2 Визначаємо тягові зусилля, що діють на якір Н; Н; Н; Н; Н; Н. 5.3 Результати розрахунків зводимо в підсумкову таблицю 1.3 і по її даним будуємо тягову характеристику Qт=f(δ) Таблиця 1.3 Результати розрахунку тягового зусилля.
6. Побудова погодженої механічної характеристики магнітна провідність потенціал електромагніт Відповідно до отриманої тягової характеристики Qт = f(δ) (рис.3), визначаємо протидіючі зусилля в характерних точках: Qм1 = 0,75 Qт1 = 0,75 · 73,784 = 55,338 Н; Qм2 = 0,75 Qт2 = 0,5 · 299,449 = 149,725 Н, δ = 0,4δmax = 0,009 м; Qм3 = 0,75 Qт3 = 0,8 · 299,449 = 239,559 Н; Qм4 = 0,75 Qт4 = 0,8 · 454,037 = 363,229 Н. За результатами розрахунків протидіючих зусиль будуємо погоджену механічну характеристику Qт = f(δ) (рис. 3). При побудові погодженої механічної характеристики силами тертя та інерції знехтувати, а твердість пружин прийняти постійною. У цьому випадку механічна характеристика буде являти собою ламану лінію. Для зручності співставлення характеристики Qт = f(δ) і Qм = f(δ) зображуються в одному квадранті. У дійсності, сили Qт і Qм спрямовані в протилежні сторони. Для забезпечення надійного і чіткого включення реле тягова характеристика Qт = f(δ) повинна бути розташована вище характеристики Qм = f(δ) протидіючих сил. |