Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Удосконалення розрахунку силової дії магнітного поля на якір циліндричного електромагніта броньового типу

Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
30
Мова: 
Українська
Оцінка: 

схеми заміщення розглянутого броньового електромагніта, але дозволяє підвищити точність відповідних розрахунків.

Крива намагнічування матеріалу магнітопроводу апроксимувалася кубічними сплайнами. 
Використовуючи викладену методику визначення падіння магнітного потенціалу на робочому проміжкові, можна врахувати й магнітні властивості сталі магнітопроводу при розрахунку тягового зусилля тим, що у відповідних формулах для визначення тягового зусилля приймати чисельне значення МРС iw рівним значенню  .
Таким чином, визначивши значення МРС, що припадає на робочий повітряний проміжок, можна використати розроблену методику для розрахунку тягового зусилля з урахуванням насичення сталі магнітопроводу. Тобто для тягового зусилля можна записати вираз
Саме вираз (16) і пропонується для практичного використання з попереднім розрахунком   за наведеним алгоритмом, що дозволяє врахувати як розподіл магнітного поля в системі, так і падіння МРС в магнітопроводі. Розрахунок за (16) є набагато швидшим, ніж розрахунки методом скінченних елементів, і дозволяє здійснювати пошукові розрахунки, так як являє собою аналітичний вираз.
Крім цього, для підтвердження отриманих результатів був проведений розрахунок броньового електромагніта тягового реле стартера 5702.3708, що випускає АТ “ЗіТ” (м. Тольятті), для комплектації автомобілів ВАЗ 2110. Параметри електромагніта і результати експериментального дослідження взято з роботи Гараніна А.Ю “Расчет втяжного электромагнита постоянного тока” у журналі “Электротехника” № 10 за 2000 р. Результати розрахунку за запропонованою і традиційною (за Чуніхіним О.А.) методиками наведено на рис. 9. Розрахунок електромагніта тягового реле стартера також показав збіг з результатами експерименту у всьому діапазоні зміни робочого проміжку (різниця не більше 4 %). Слід відзначити, що магнітна система зазначеного електромагніта є насиченою вже на початковому робочому проміжку (індукція в якорі більше 1 Тл. при проміжку 10 мм і 1,9 Тл. на 3 мм). 
При проектуванні броньового електромагніта, коли потрібно забезпечити певне задане значення тягового зусилля, обліку підлягають наступні фактори: 
- розкид параметрів магнітних властивостей матеріалу магнітної системи; 
- зміна напруги живильної мережі;
- точність виготовлення і позиціювання деталей електромагніта;
- зміна властивостей матеріалів при зміні їх температури;
- точність розрахункової методики визначення тягового зусилля електромагніта.
При цьому для кожного із зазначених факторів необхідно закласти деякий запас розрахункового тягового зусилля, що в кінцевому підсумку впливає на масу, габарити й споживану потужність електромагніта. Очевидно, що чим точніше розрахункова методика, тим менший запас розрахункового тягового зусилля буде закладено у конструкцію, що, у свою чергу, дасть менший розхід матеріалів при виготовленні й енергії при експлуатації електромагніта.
Для ілюстрації цього підходу було зроблено розрахунок тягового зусилля, що розвиває електромагніт (рис. 7) при початковому робочому проміжку 10,2 мм за запропонованою і традиційною методиками, і розраховано необхідне значення магніторушійної сили (в ампер-витках) для одержання тягового зусилля 7,0 Н (отриманого експериментально) при початковому проміжку за запропонованою і традиційною методиками. При цьому для підвищення точності розрахунку за традиційною методикою (відповідно до рекомендацій Чуніхіна О.А.) було враховано вихід магнітного потоку назовні та усередину магнітної системи в зоні паразитного проміжку. Результати розрахунків наведені в таблицях 1 і 2. 
 
Таблиця 1
Розрахункові значення МРС, необхідної для створення заданого значення 
початкового тягового зусилля P=7 Н,  =10,2 мм 
 
Таблиця 2
Розрахункові значення початкового тягового зусилля для заданого значення iw = 1706 А,  =10,2 мм
 
Як видно із цих даних, розрахунок тягового зусилля за традиційною методикою навіть із уточненням впливу паразитного проміжку дає занижене значення сили рушання на великих проміжках для даного значення МРС. Тому при використанні традиційної методики розрахунку з метою забезпечення заданого тягового зусилля має місце завищення значення МРС (у даному випадку на 9,1 %). Це веде до збільшення втрат в обмотці, оскільки завищення значення МРС веде до збільшення потужності, яка пропорційна  . 
Таке завищення МРС дає завищення реального тягового зусилля, що, у свою чергу, обумовлює збільшення ударних навантажень на якір і стоп електромагніта, зменшуючи надійність і термін служби пристрою. Крім того, для одержання завищеного значення МРС необхідно, за умови теплового балансу, збільшити розмір обмотувального вікна, що призводить до збільшення маси й габаритів електромагніта. 
Таким чином, підвищивши точність розрахунку тягового зусилля з урахуванням всіх факторів, що впливають на нього, можна поліпшити робочі й конструкційні параметри електромагніта. А саме: при заданому розрахунковому значенні тягового зусилля електромагніт, розрахований за запропонованою методикою, буде мати меншу масу і менший струм котушки.
Аналіз броньової магнітної системи показав, що параметри паразитного повітряного проміжку в області “комірця” значно впливають на тягове зусилля, що розвиває електромагніт. Крізь нього проходить весь робочий потік і частина потоків розсіювання, які також беруть участь у створенні тягового зусилля. Тому, змінюючи магнітний опір цього проміжку, можна регулювати тягове зусилля в броньовій магнітній системі. При цьому через м'якість тягової характеристики броньових електромагнітів прагнуть підвищити тягове зусилля на початку ходу якоря та понизити його наприкінці ходу. 
Для цього було запропоновано конструктивне рішення, що дозволяє зберегти значення тягового зусилля на початку ходу якоря і знизити тягове зусилля на малих робочих проміжках.
Це досягається тим, що феромагнітна частина рухомого якоря виконана у формі конуса, усіченого конуса, або циліндра меншого діаметра, ніж габаритний діаметр якоря (рис. 10).
Під
Фото Капча