Курсовая работа МПТ. Расчет электромагнита постоянного тока по дисциплине
![]()
|
М ![]() ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.И. Платова (НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)» ФАКУЛЬТЕТ ЭнФ_______________________________________ КАФЕДРА ЭиЭА______________________________________ НАПРАВЛЕНИЕ 13.03.02____________________________________ Курсовой проект НА ТЕМУ: _Расчет электромагнита постоянного тока________ ПО ДИСЦИПЛИНЕ: _Потребители электрической энергии___ Проектировал студент 3 курса,группы130302-ЭЭПа-о17Мельников В.И. Фамилия, имя, отчество Руководитель проекта_доцент кафедры ЭиЭА Медведев В. В. Должность, звание Фамилия, имя, отчество «_____» ___________________2020 г. __________________________ Подпись Новочеркасск, 2020.г. Задание на проект Исходные данные проектируемого электромагнита представлены в таблице 1. Таблица 1 - Исходные данные проектируемого электромагнита
Содержание Введение…………………………………………………………………………4 1. Расчет геометрических размеров……………………………………………5 2. Тепловой расчет катушки электромагнита………………………………….8 3. Поверочный расчет.........................................................................................12 4. Расчет интегральных характеристик………………………………….…….22 5. Расчет динамических характеристик……………………………………….25 5.1. Расчет участка трогания якоря……………………………………..27 5.2. Расчет участка движения якоря………………………………….…28 5.3.Расчёт участка нарастания тока до установившегося значения..…29 5.4. Обработка результатов расчета…………………………….….……31 Заключение………………………………………………………………….…...34 Список используемой литературы…………………………….…………….….35 Введение Электромагнит – это устройство для преобразования электрической энергии в механическую. Нынешние современные электромагниты очень надежны и точны в эксплуатации, способны обеспечить безотказную работу. Для применения электромагнита для начала следует спроектировать его геометрические размеры и подобрать точные характеристики. Вот следующие требуемые цели по проектированию и расчету электромагнита постоянного тока: -Вычислить форму и размеры, тип электромагнита; -Произвести тепловой и поверочный расчет электромагнита; -Построить семейство статических нагрузочных характеристик; -Построить семейство характеристик намагничивания; -Составить расчет динамики электромагнита, построить графики статических и динамических нагрузочных характеристик. 1. Расчет геометрических размеров Определим конструкцию электромагнита, вычислив значение конструктивного фактора: ![]() По результатам расчета получаем втяжной электромагнита с якорем и стопом конической формы с углом при вершине 60 ![]() ![]() Для определения диаметра якоря электромагнита воспользуемся формулой тяговой силы, развиваемой электромагнитом: ![]() где ![]() ![]() ![]() Площадь полюса рассчитываетсяпо формуле: ![]() где ![]() Магнитный поток рассчитывается по формуле: ![]() где ![]() Выражаем диаметр стрежня и рассчитываем по формуле: ![]() Определение магнитодвижущей силы электромагнита производится по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Напряженность магнитного поля находим по формуле: ![]() Подставляем числовые значения: ![]() Определение геометрических размеров обмоточного окна: ![]() Превышение температуры находится по формуле: ![]() где ![]() ![]() Коэффициент теплопередачи с поверхности обмотки ![]() ![]() Поверхность охлаждения находится по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() Сопротивление обмотки: ![]() ![]() ![]() Площадь сечения проводника рассчитывается по формуле: ![]() Выражаем геометрические размеры катушки: ![]() ![]() ![]() Получаем формулы для нахождения геометрических размеров катушки: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Длина катушки рассчитывается по формуле: ![]() Эскиз электромагнита, и его габаритных размеров представлен на рисунке 1. ![]() Рисунок 1 - Эскиз электромагнита и его геометрические размеры Определяем остальные габаритные размеры электромагнита: ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем площадь, длину и толщину фланца: ![]() ![]() Длина фланца находится по формуле: ![]() ![]() Толщина фланца находится по формуле: ![]() Оставшиеся габаритные размеры определяем по формулам: ![]() ![]() ![]() ![]() 2. Тепловой расчет катушки электромагнита Тепловой режим катушки электромагнита характеризуется превышением температуры обмотки над температурой среды. На рисунке 2 изображена схема замещения катушки, характеризующая распределение тепла. ![]() Рисунок 2 – Схема замещения катушки Составляющие схемы замещения: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определение параметров, составляющих схемы замещения: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определение диаметра проводника проектируемой катушки: Сопротивление обмотки определяется по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Также ![]() ![]() Из таблиц стандартных сечений проводников выбираем ближайшее подходящее сечение. Тогда диаметр проводника с изоляцией и без равен: ![]() ![]() Коэффициент заполнения принимаем: ![]() Определяем новую площадь сечения проводника: ![]() ![]() Определяем число витков в катушке по формуле: ![]() Находим толщину изоляциипо формуле: ![]() Коэффициент теплопроводности определяем по формуле: ![]() Где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Объемная плотность источников теплоты определяется по формуле: ![]() Где ![]() ![]() Тогда объемная плотность: ![]() Определение всех составляющих схемы замещения: Выразим ![]() ![]() Из схемы замещения: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Путем многочисленных подстановок находим то что: ![]() Тогда суммарная объемная плотность источников теплотыбудет равна: ![]() Где ![]() ![]() Тогда суммарная объемная плотность источников теплоты равна ![]() При этом сопротивления будут равны: ![]() ![]() Температура окружающей среды равна: ![]() Максимальная температура будет равна: ![]() ![]() |