Контрольная работа по дисциплине "Электрические и электронные аппараты" Выполнил: студент гр. ________ ________________________ Проверил: доцент, к.т.н. Насибуллин Р.Т. Исходные данные: рис. 1.3, вариант ххх -3 d := 36 10 -3 l0 := 67 10 -3 a := 3.0 10 -3 н := 15 10 -3 D1 := 64 10 -3 lя := 69 10 -3 l1 := 1.8 10 -3 -3 D2 := 70 10 -3 lст := 32 10 -3 l2 := 0.08 10 -3 к := 0.6 10 h := 10.4 10 Uпит := 24 B н := 0.82 1 Решение: Проводимость рабочего воздушного зазора Проводимость рабочего воздушного зазора с учетом выпучивания -7 0 := 4 10 Gдов( ) := d2 + 0.58 d 4 0 при н = 0.015 -7 Gдовн := Gдов( н) = 1.1151 10 -3 при н1 := 10 10 -7 Gдовн1 := Gдов( н1) = 1.5415 10 -3 при н2 := 5 10 -7 Gдовн2 := Gдов( н2) = 2.8206 10 -4 при к = 6 10 -6 Gдовк := Gдов( к) = 2.1581 10 Проводимость боковых граней G ( xi , i) := при 0 xi d 0.22 i + 0.4 xi 2 h xн := - н 2 -4 = -8.7915 10 -8 G x := G ( xн , н) = -1.349 10 при xн1 := 2 h н1 - 2 -3 = 1.6208 10 -8 G x1 := G ( xн1 , н1) = 2.5743 10 при xн2 := 2 h н2 - 2 -3 = 4.1208 10 -8 G x2 := G ( xн2 , н2) = 6.7831 10 при xк := 2 h - к 2 -3 = 6.3208 10 -7 G xк := G ( xк , к) = 1.0749 10 2 Полная проводимость рабочего воздушного зазора -8 G н := Gдовн + G x = 9.8022 10 -7 G н1 := Gдовн1 + G x1 = 1.7989 10 -7 G н2 := Gдовн2 + G x2 = 3.4989 10 -6 G к := Gдовк + G xк = 2.2656 10 Удельная проводимость рассеяния gs := 0 2 -5 = 1.1874 10 D2 ln d -7 Gs := gs l0 = 7.9553 10 Проводимость паразитных воздушных зазоров Gl1 := 0 Gl2 := 0 ( d + l1) 2 a l1 -7 = 4.9743 10 (D22 - D12) 4l2 -6 = 9.919 10 Коэффициенты рассеяния lя2 := l0 - lст - н = 0.02 На участке якоря x1 := 0 lя2 - x1 gs x1 2 Gx1 := 1 + =1 l0 G н x2 := 0.5 lя2 = 0.01 lя2 - x2 gs x2 2 Gx2 := 1 + = 1.2712 l0 G н x3 := lя2 = 0.02 lя2 - x3 gs x3 2 Gx3 := 1 + = 1.3616 l0 G н На участке стопа y1 := 0 3 lст - y1 gs y1 2 Gy1 := 1 + =1 l0 G н y2 := lст = 0.032 lст - y2 gs y2 2 Gy2 := 1 + = 1.9257 l0 G н Расчет магнитной цепи по коэффициентам рассеяния Расчет магнитных потоков н := B н ( d) 2 4 -4 = 8.3466 10 -4 1 := н Gx1 = 8.3466 10 2 := н Gx2 = 1.061 10 3 := н Gx3 = 1.1365 10 l1 := 3 = 1.1365 10 4 := н Gy1 = 8.3466 10 5 := н Gy2 = 1.6073 10 l2в := 3 = 1.1365 10 l2н := 5 = 1.6073 10 -3 -3 -3 -4 -3 -3 -3 Расчет индукции и напряжения На участке якоря Н находим по кривой намагничивания Sя := ( d) 2 4 -3 = 1.0179 10 Bст1 := B н = 0.82 Hст1 := 255 Bст2 := 2 Sя = 1.0424 Нст2 := 350 Bст3 := 3 Sя = 1.1165 Нст3 := 400 На участке стопа Bст4 := B н = 0.82 4 Hст4 := 255 В крышке 3 Bкр := = 1.6273 ( d + h + a) 1.5 a Hкр := 3800 В основании 5 Bосн := D2 2 = 4.8725 a Hосн := 7400 В кожухе 2 4 Bk1 := (D2 2 - D1 ) = 1.6802 2 Hk1 := 4000 14 Bk2 := = 1.3218 2 D2 - ( D2 - 2 a)2 Hk234 := 560 Падения магнитного потенциала на участках магнитной цепи На рабочем зазоре wI := 1 3 G н = 8.515 10 В паразитном зазоре wIl1 := wIl2в := wIl2н := 3 Gl1 3 = 2.2847 10 l2в Gl2 l2н Gl2 = 114.5747 = 162.0405 В якоре wIя1 := Hст1 wIя2 := Нст2 wIя3 := Нст3 lя2 2 lя2 2 lя2 2 = 2.55 = 3.5 =4 5 В основании wIосн := Hосн D2 2 = 259 В стопе wIст := Hст4 lст = 8.16 В кожухе wIk1 := Hk1 lя2 2 wIk2 := Hk234 = 40 lя2 = 5.6 2 В крышке wIкр := Hкр ( D2 - d - 2l1) 2 = 57.76 4 Q_зазор := wI + wIl1 + wIl2в + wIl2н = 1.1076 10 Q_материал := wIя1 + wIя2 + wIя3 + wIосн + wIст + wIk1 + wIk2 + wIкр = 380.57 Результирующая необходимая магнитная сила катушки 4 Q_маг := Q_зазор + Q_материал = 1.1457 10 Расчёт обмотки электромагнита Удельное сопротивление материала обмотки pu := 0.0162 ( 1 + 0.0041 40) = 0.0189 Ом мм 2 м Обмоточное окно катушки hk := h = 0.0104 lk := l0 = 0.067 -4 Sk := hk lk = 6.968 10 lср := ( d + h) = 0.1458 Диаметр голого провода dг := 4pu lср Принимаем Q_маг Uпит = 1.2926 -3 dгол := 1.32 10 мм -3 dиз := 1.4 10 Kзм := 0.69 Число витков в обмотке w := lk hk 4 Kзм = 351.3334 2 dгол 6 Сопротивление обмотки -6 4 pu w lср 10 Rоб := ( dгол) Ом = 0.7057 2 Проверка wIt := w Uпит 4 = 1.1948 10 Rоб wIt > Q_маг Определение превышения установившейся температуры обмотки над температурой окружающего воздуха Охлаждающая поверхность обмотки Sохл := ( d + 2 h) l0 + 1.1 d l0 = 0.0203 2 м Мощность обмотки Pк := Uпит 2 Вт = 816.2156 Rоб Превышение установочной температуры Kt := 14 y := Pк 3 Kt Sохл = 2.8733 10 доп := 105 - 40 = 65 Так как имеется превышение установившейся температуры над температурой окружающего воздуха для провода марки ПЭВ1, то определим время работы электромагнита в кратковременном режиме Объем меди катушки 2 dгол Vмед := w 4 -5 lср = 7.0085 10 pмед := 8.93 Масса меди катушки -4 M := pмед Vмед = 6.2586 10 Постоянная нагрева катушки Tнаг := 390 M Kt Sохл = 0.8592 Допустимая продолжительность включения катушки в кратковременном режиме tp := Tнаг ln y = 0.0197 y - доп 7 Определение времени трогания электромагнита Эквивалентная проводимость электромагнита Gэкв := G н + Gl1 (lя2 3 + lст 3) 10- 6 = 9.8022 10- 8 2 2 l0 2 Tm := w Gэкв = 0.0171 Rоб Установившийся ток Iy := Uпит Rоб = 34.009 Ток трогания Iтр := Q_маг w = 32.6096 Время трогания Iy tтр := Tm ln = 0.0547 Iy - Iтр Коэффициент запаса Kз := Iy Iтр = 1.0429 Расчет тяговой характеристки электромагнита Сила тяги электромагнита 2 dG ( ) := 4 при 0 d Fэн ( dG i) := 0.5 ( wI ) dG i + gs 2 2 lя2 2 l0 0 := н = 0.015 -6 dG 0 := dG ( н) = 5.6849 10 Fэн0 := Fэн( dG 0 ) = 244.4471 при -3 1 := 12 10 -6 dG 1 := dG ( 1) = 8.8826 10 Fэн1 := Fэн( dG 1 ) = 360.3735 при -3 2 := 9 10 -5 dG 2 := dG ( 2) = 1.5791 10 Fэн2 := Fэн( dG 2 ) = 610.8317 8 при -3 3 := 5 10 -5 dG 3 := dG ( 3) = 5.1164 10 3 Fэн3 := Fэн( dG 3 ) = 1.8932 10 при -3 4 := 2.5 10 -4 dG 4 := dG ( 4) = 2.0466 10 3 Fэн4 := Fэн( dG 4 ) = 7.4576 10 при -3 5 := 1.5 10 -4 dG 5 := dG ( 5) = 5.6849 10 4 Fэн5 := Fэн( dG 5 ) = 2.0647 10 при -3 6 := 1 10 -3 dG 6 := dG ( 6) = 1.2791 10 4 Fэн6 := Fэн( dG 6 ) = 4.6409 10 при -3 7 := 0.6 10 -3 dG 7 := dG ( 7) = 3.5531 10 5 Fэн7 := Fэн( dG 7 ) = 1.2885 10 ТягХар := 0 Fэн0 Fэн2 Fэн3 Fэн4 Fэн5 Fэн6 Fэн7 1 Fэн1 2 3 4 5 6 7 9 5 1.5 10 5 1 10 1 ТягХар 4 5 10 0 0 -3 5 10 0.01 0.015 0 ТягХар 10
