2015-07-04
1459
Определить приближенно размеры клапанного электромагнита, если при рабочем зазоре δ = 0,25∙10−2 м и длительном режиме работы он развивает силу Р Э = 5 Н (рис. 1).
Решение
Вычислим показатель ПК из формулы:
, (1)
ПК=∙ 
Выбираем согласно таблице 2 клапанный электромагнит.
Таблица 2. Данные для выбора типа электромагнитов постоянного тока
| Тип электромагнита | ПК, Н 0,5/м |
| Броневой с плоским стопом и якорем | 5000 - 28000 |
| Броневой с якорем и стопом конической формы с углом при вершине 900 | 1600 - 5300 |
| То же, с углом при вершине 600 | 380 - 1600 |
| Клапанный электромагнит с П-образным магнитопроводом | 840 - 8400 |
| Соленоидный электромагнит | < 2,8 |
Далее по кривой 2 на рисунке 2 определяем индукцию В δ=0,265 Тл.
Рисунок 2 – Зависимости параметров электромагнитов от конструктивного показателя: 1 − индукция в рабочем зазоре броневого электромагнита с плоским стопом; 2 — индукция в рабочем зазоре клапанного электромагнита; 3— отношение длинны катушки к её толщине в броневом электромагните с плоским стопом
Площадь полюсного наконечника (шляпки) находим из формулы для электромагнитной силы Максвелла:
; (2)
Sшл=2∙4π∙10-7∙5/0,2652=1,79∙10-4м2;
тогда диаметр
dшл= 
По формуле:
, (3)
где 
− поток на соответствующем участке магнитной цепи, Вб; 
− площадь его поперечного сечения находим поток:
Φδ=0,265·1,79·10-4=0,47·10-4 Вб,
а затем по формуле:
, (4)
задавшись коэффициентом рассеяния σ = 1,3, находим поток в сердечнике:
Ф с = 13·0,47·10−4=0,61·10−4 Вб.
Задаемся значением В с = 0,8 Тл и из
(5)
находим площадь
S c=0,61·10−4/0,8=0,76·10−4 м2,
тогда диаметр
Длину цилиндрической бескаркасной катушки при длительном режиме работы определяют по формуле:
, (6)
где Fy – установившееся значение МДС катушки, А;
, (7)
где kз – коэффициент запаса, равный 1,1 ÷ 1,2, МДС троганья определяется:
, (8)
где kп – коэффициент, учитывающий падение магнитного потенциала в рабочем зазоре, равный 1,2….1,5; F δ – падение магнитного потенциала в рабочем зазоре:
(9)
где 
= 4π 10−7 Гн/м
Для нахождения размеров электромагнита, приняв коэффициенты k п=1,25 и k з = 1,4, определим с помощью формул, (6),(7) и (8):
Задавшись коэффициентами k зм = 0,6; k т = 10 Вт/(м2·°С); n = 4 и превы-шением температуры (ϑдоп - ϑo) = 70°С (
= 2,34·10−8 Ом·м), находим:
,
при этом
,
диаметр катушки
Используем рекомендуемые соотношения размеров: ширина ярма b яр = D к; толщина ярма а яр ≥ S с/ b яр; ширина якоря (над шляпкой) b я ≥ d шл, площадь сечения якоря S я = (0,5...0,8) S c; толщина якоря а я= S я/ b я; толщина h шл ≥ d с/4. Вычисляем искомые размеры:
,
где
Производя проверочный расчет магнитной цепи и обмоточных данных, можно уточнить выбранные коэффициенты и искомые размеры.
Ответ: 
dшл = 
