Зная размеры магнитопровода, можно определить более точное значение МДС с учетом магнитного сопротивления стали. Составляется схема замещения магнитной цепи при притянутом якоре с учетом магнитных сопротивлений ферромагнитных участков (рис. 3.4.1).
Рис. 3.4.1. Схема замещения магнитной цепи при притянутом якоре с учетом магнитных сопротивлений ферромагнитных участков
В схеме замещения фигурируют комплексные магнитные сопротивления, которые содержат активную и реактивную составляющие:
(3.4.1)
где ρR, ρX – удельные магнитные сопротивления. Для их определения используем расчетные кривые: при Вm=1,1 Тл для стали 1511
ρR = 2∙102 м / Гн, ρX = 0.9∙102 м / Гн;
ℓi – длина участка;
Si – сечение участка.
Определим длину каждого участка:
(м)
(м)
(м)
Сечение каждого участка:
(м2)
(м2)
Тогда по формуле (3.4.1):
(1 / Гн);
(1 / Гн);
(1 / Гн).
По схеме замещения определяем МДС (F) и угол потерь (θ):
(3.4.2)
По формуле (7.4.2):
Уточненное число витков обмотки:
|
|
(3.4.3)
в которой С1 = ρ jдоп ℓср, где ρ – удельное сопротивление меди:
ρ = ρ0 (1+αθ) = 1,62∙10-8∙ (1+0,0043∙105)=2,35∙10-8 Ом∙м;
ℓср – средняя длина обмотки, по рис. 4.2,
ℓср = 4b0+πh0 = 4 (24+4)∙10-3+3,14∙0,0086=0,139 м;
,
где Фm=BmSмкkкз=1,1∙5,76∙10-4∙0,95=0,0006 Вб.
Таким образом, С1 = 2,35∙10-8∙2,5∙106∙0,139 = 0,0081 В
В
Тогда по формуле (7.4.3):
Уточним ток в обмотке и сечение провода по (3.3.3) – (3.3.4):
I=241,54 / 1300=0,17 A
q=0,17 / (2,5∙106)=7∙10-8 м2.
Омическое сопротивление обмотки:
(3.4.4)
По формуле (3.4.4):
Ом
Рис. 3.4.2. Катушка электромагнита
Дополнительное активное сопротивление:
(3.4.5)
где Z,м экв – эквивалентное магнитное сопротивление, выражение в фигурных скобках уравнения (3.4.2)
По формуле (3.4.5):
Ом
Индуктивное сопротивление обмотки:
. (3.4.6)
По формуле (3.4.6)
Ом
Угол между током и напряжением:
(3.4.7)
По формуле (3.4.7):
Уточненный рабочий ток:
(3.4.8)
где Umax – максимальное значение напряжения, Umax = 1,05 U.
По формуле (3.4.8):
A
Полная мощность:
S=Umax ∙I (3.4.9)
По формуле (3.4.9):
S=1,05∙220∙0,174=40,28 В∙A
Активная мощность Э.М.:
Pэл=I2∙(R0+R∞) (3.4.10)
По формуле (3.4.10):
Pэл=0,1742∙(64,12+294,43)=10,85 Вт
Температура перегрева обмотки:
(3.4.11)
Sохл=Sн+αSвн (3.4.12)
где Sохл – площадь охлаждения обмотки;
Sн - наружная поверхность охлаждения; Sвн – внутренняя поверхность охлаждения;
α = 0 – катушка на изоляционном каркасе;
Sн=(4b0+2πh0) ℓ0 (3.4.13)
km – коэффициент теплоотдачи, т. к. 10-2 м > Sохл >10-4 м2, то
|
|
τдоп = θдоп – θ0 – допустимая температура перегрева
. (3.4.14)
По формулам (3.4.11) – (3.4.14):
Sохл=Sн=(4∙(20+4)∙10-3+2∙3,14∙0,0086)∙0,0216=0,00358 м2.