Ra - Магнитное сопротивление воротничка:

Лв - высота фланца.

Сила Paul является функцией трех переменных 1с\, /с2. 2а(. Значение Zci можно выразить через Ui в виде lci= = (ho-r\-61-62)-/с2-Таким образом, сила Рзщ может быть представлена как функция двух переменных U2 и 2а!, значения которых можно найти путем минимизации вспомогательной функции

формуле

р 1 ( Iwy Аг 1

Минимизацию функции ф можно выполнить простым перебором переменных. Значение 2ai выбирают в диапазоне 90°2ail80° с шагом 30°, а длину второго сердечника выбирают в диапазоне

2ас</с2<Ло-Т1-б!-62-2ас.

Диапазон изменения /сг выбран из условия, что длина каждого сердечника должна быть не меньше его диаметра во избежание перекосов и заклинивания при движении. Если не окажется 2ai и Ui, при которых функция ф обращается в нуль, то следует вернуться к первому этапу расчета, задав больший коэффициент запаса по силе в точке 2 силовой характеристики исполнительного механизма, тем самым увеличив габариты АЭМП и МДС обмотки.

10. РАСЧЕТ АЭМП ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

При питании переменным током в деталях магнитопровода и разделительной трубке возникают потери на вихревые токи и перемагничивание. Эти потери влияют на установившийся тепловой режим обмотки. С целью снижения потерь массивные детали магнитопровода выполняются с пазами, а сердечник делается пустотелым. Пазы на боковой поверхности сердечника имеют ширину 1-2 мм. Центральное отверстие сердечника используется для установки возвратной и амортизирующей пружины. АЭМП с разделительной трубкой и сплошным магнитопроводом применяются при частотах не выше 60 Гц. При более высоких частотах уменьшается глубина проникновения электромагнитной волны и потери в магнитопроводе и разделительной трубке растут. Глубина проникновения переменного магнитного потока, отсчитываемая от наружной поверхности деталей магнитопровода, может быть оценена по

где f - частота тока, Гц; Ца - абсолютная магнитная проницаемость материала детали, Гн/м; р -удельное электрическое сопротивление материала, Ом-м.

Следует отметить, что на частоте 400 Гц применение для разделительной трубки при толщине стенки более 5 мм меди, латуни, алюминия практически недопустимо. В этом случае нужны материалы с высоким удельным сопротивлением, например стали Х18Н10Т и т. д. При частоте до 60 Гц материал трубки может быть с низким удельным сопротивлением.

При необходимости использования источника с частотой выше 60 Гц следует применять питание катушек через выпрямитель.

Ниже приведен порядок расчета АЭМП переменного тока с разделительной трубкой и полым втягивающимся сердечником (рис. 18, табл. 20) при следующих исходных данных: номинальное тяговое усилие Рэ ,яоы, номинальный рабочий ход сердечника 6 он, усилие отрыва сердечника

от полюса Fbh, НОМИНалЬНОе [/ ом, максимальное Umax и

минимальное Umin напряжения питания, частота сети /, максимально допустимая рабочая температура обмоточного провода вд, температура окружающей среды, вок, режим работы: продолжительность включения ПВ, время рабочего цикла ц, время нахождения обмотки под током в течение одного цикла в, максимальная частота включения обмотки, максимальная потребляемая мощность в момент включения и при установившемся режиме, материал разделительной трубки, а также избыточное внутреннее давление рабочей среды рр, характеристика и конструктивное размещение возвратной пружины, конструкция и материал деталей магнитопровода, исполнение сердечника.

В первом приближении рекомендуемые значения магнитной индукции в рабочем зазоре для стали 12X17 могут быть выбраны по табл. 19. Для сталей марок 10, 15Л,

Таблица 19. Рекомендуемые значения магнитной индукции в рабочем зазоре при переменном токе для стали 12X17

Таблица 20. Порядок расчета втяжного АЭМП переменного тока (рис. 18)

Параметр

Формула

Расчетное тяговое усилие, Н

Расчетный зазор, м

Выбор типа магнитной системы, формы торцов сердечника и полюса, угла а, магнитной индукции в рабочем зазоре

Радиус сердечника, м

Толщина стенки разделительной трубки, м

Внутренний радиус сердечника, м

Проводимость рабочего зазора, Гн

Поток в рабочем зазоре, Вб

Число витков обмотки

Магнитное напряжение на рабочем зазоре, А

Ток обмотки в момент трогания при зазоре бр, А

Ток обмотки в продолжительном режиме, А

Плотность тока при притянутом к полюсу сердечнике и нормальной температуре, А/м

Диаметр обмоточного провода без изоляции, м (уточняется по сортаменту провода)

Поток в сердечнике в притянутом положении, Вб

Проектный расчет

эм,р= (1,2-н1,8) FoK.R по конструктивным соображениям

вр = в +б п, б ,п= (0,050,1)

по конструктивным соображениям

По табл. 13, конструктивным соображениям

и табл. 20

а, = т-10-¥Рэ . p/Bj sine V -по табл. 18

аспОс-7-10- по конструктивным соображениям

\ Ос

+ 3р / ta = 0,152-10-Lmin O5(l+706p)

/м5=1,1Ф5/Лг

/5 =t/j,! /w

/пр=0,25{;мб /w

В первом приближении /i = l,5-10 для продолжительного режима работы;

7 = 9.10/(2,64 + у ц кратковременного

для повторно-кратковременного режима работы

Oo=0,152Lmo, w

Параметр

Формула

Толщина стенки корпуса, м

Внутренний радиус Kjp-пуса, м

Толщина обмотки, м

Внутренний радиус обмотки, м

Наружный радиус обмотки, м

Высота окна под обмотку, м

Высота полюса, охваченная обмоткой, м

Высота фланца-воротничка, м

Длина сердечника, охватываемая обмоткой, м

Минимальная длина сердечника, м

После корректировки геометрических размеров по конструктивным и технологическим соображениям разрабатывается эскиз констру!<-ции АЭМП

Эквивалентное сечение

рабочего зазора, м Расчетный парамер, м

Лн= (1,5-+-2,0)-10- по конструктивным соображениям

ав,и=Фо/2лВ Л

Индукция Вк по кривой намагничивания ниже индукции насыщения материала корпуса

Со=Qb ,н-ас-V-Аг-Ав-Аи, б (v, Аг, Аб, Ан,в выбираются конструктивно) ao,B = ac4-v+Ar

СЕо.н-CEa,B-f-o

/1о=<7ма)Да,мСо; (з,м= (0,4-4-0,5)

T]=0,35/io при ас1,5; T] = 0,2/io при Ос < 1,5 /iB=3Ajvl0V(2ao-f-v)

\ - -Т\-fip /с = Йо-П-4-Ащ+Ав-fАи,1+Аа

(Ащ, Аи,т, Аа выбираются конструктивно)

Поверочный расчет

So -см. табл. 14

Ay.( + X)-f Лу.(8 + 2у)

Лу1=цо2я/1п [ав.н/{ас+\)]; Лу2=2яцо/1п (ав,к/ас)

Пароипр

Формула

Основная проводимость воротничка, Ги

Проводимость выпучивания воротиичка, Гн

Магиитиое сопротивление воротиичка, Ги-

Эквивалеитиая магнитная проводимость рабочего зазора, Гн

Индуктивность обмотки Lo, Ги

Индуктивность, иия, Ги

рассея-

Индуктивиое сопротивление катушки. Ом

Средняя длина витка обмотки, м

Активное сопротивление обмотки, Ом

Ток обмотки при минимальном напряжении, А

Ожидаемое тяговое усилие, И

Ло,в=2ЛцоЛв/1п [(ao4-v)/ao] Лв,в=8цоас In [(v-HS-f-flo.H-ac)/v]

B = l/(Ao.B-fAB.B)

sh PS + P(y\ + -Kch Р8) - PRaKAy сЬ P8

2(l+y?3Ay) PRa cb P8 1 + RslAy

Л р = 0,5

1 + ЛвЛу J

Lp=[jioaV(ao,H-00, )=] (2п/Ан.н)Х Х(ао,н/12-Ь2а о,вао,н/3-а2о,на=о,в/2--а*о, /4)

A5=2n/(Lo4-ip)

/ор=П (ао.в-ЬОо.н)

Л = Р20оссра/(?м,

где (7м=0,25п(Ям

fmin-UmijyR + X fBM = 39,8-10*(/mfnaA.)/<7

Проверка: г={Рзы,-Раы)/Раы. Если -0,1е<0, то расчет закон-чеи. В противном случае принимается новое число витков; равное чГ Fau.p/FaK, для размещения которых необходимо изменить значения Оо.н и Ао, после чего повторить расчет

Параметр

Формула

Расчет короткоэамкнутого (КЗ) витка проводится при 8=0

Расчетное усилие отрыва сердечника, И

Виутреииий диаметр кольцевого паза в сердечнике под КЗ виток, м

Активное сопротивление КЗ витка (в первом приближении). Ом

Реактивное магнитное сопротивление КЗ витка, Ги-

Часть сечеиия полюса, ие охваченная КЗ витком, м

Часть сечения полюса, охваченная КЗ витком, м

Магинтиое сопротивление рабочего зазора под иеохвачеииой КЗ витком частью полюса, Ги-

Магнитное сопротивление рабочего зазора под охваченной КЗ витком частью полюса, Ги-

Магнитный поток в рабочем зазоре, Вб

Магнитный поток через охваченную КЗ витком часть полюса, Вб

Магнитный поток через ие охваченную КЗ витком часть полюса, Вб

Мнимая часть комплекса

потока Фг

Мнимая часть комплекса

потока Ф: Угол сдвига между потоками Ф и Фг

fBH,p=l,4fBH

[Fbh -по силовой характеристике исполнительного механизма (см. рис. 19,6, кривая , точка 3)]

:K2(ae-f асп) - 0,510-

Гн,з = 5 10-<

JfH,3 = 2rtf/r

S,=n[a=o-(0,5rfH +0,001)=] 5г=0,25п(£Я ,з-4а2с, )

51 = 67noS,; 6=-10- м

Ф. = *5 5/( 51+?52 + K, з) Ф, = 4>5 - Ф

1тФ2= [Фг! sin фг Im6i= \Ф, \ sin ф1

1)=ф1-<Р2