Курсовая работа МПТ. Расчет электромагнита постоянного тока по дисциплине

• Название: Расчет электромагнита постоянного тока по дисциплине
• Анкор: Курсовая работа МПТ
• Дата: 14.05.2022
• Размер: 0.56 Mb.
• Имя файла: Kursovoy_proekt_var00_Shkhalakhov.docx
• Тип: Курсовой проект; #529284
• страница: 4 из 4

5.1. Расчёт участка трогания якоря

Зная механическую характеристику электромагнита, представленную на рисунке 7, мы можем определить ток трогания. Для этого по нагрузочной характеристике(табл.4) при максимальном зазоре определяем ток при усилии 50 Н.



Задаёмся 10 промежуточными значениями тока, между током трогания и током в начальный момент времени, с шагом:



Теперь, когда нам известен ток, мы можем определить :



Где – Изменение потокосцепления между текущим и предыдущим ходом. Потокосцепление определяется по таблице3 для максимальной величины зазора;

– напряжение питания электромагнита;

сопротивление обмотки, определяемое по формуле:



Изменение потокосцепления между текущим и предыдущим ходом находится по формуле:



Изменение потокосцепления на данном участке:



– средний ток в катушке вычисляемый по следующей формуле:



Средний ток в катушке на данном участке:


В начальный момент времени время

Тогда время нарастания тока на текущем участке составит:



­Перемещение и скорость для данного участка равны 0, т.к ток якоря мал и данного усилия не достаточно для преодоления противодействующего усилия пружин.

Также для построения всех переменных во времени, нам необходимо определить недостающее значение усилия электромагнита по таблице 4, для максимального зазора.

Аналогичным образом были определены величины для оставшихся 9значений тока. Результаты сведены в таблицу 5.

5.2. Расчёт участка движения якоря

Разделим участок на 10 ходов с перемещением якоря равным:
Для первого хода и последующих необходимо задаться током в обмотке, при котором будет выполняться следующее равенство:



где – напряжение питания электромагнита

– напряжение, определяемое из условия электрического равновесия.

Задаёмся током для первого хода током приблизительно равным току трогания:



Определим при заданном токе, электромагнитное усилие, действующее на якорь, до того момента пока он не достигнет следующего хода. А также его потокосцепление:

(по таблице 4 для зазора 3,6 мм)

(по таблице 3 для зазора 3,6 мм)

Вычислим среднее электромагнитное усилие, действующее на якорь. Так как якорь начал своё движение после преодоления противодействующего усилия, то среднее электромагнитное будет вычисляться по формуле:



Среднее электромагнитное усилие на данном участке равно:



Изменение потокосцепления между текущим и предыдущим ходом будет определяться по формуле:



Изменение потокосцепленияна данном участке:



Средний ток в катушке также складывается из предыдущего и последующего ходов:



Cредний ток на данном участке:



Противодействующее усилие находится по формуле:



Где –максимальное и минимальное противодействующие усилия;

– максимальный зазор электромагнита (по табл.1);

– текущий зазор.

Противодействующее усилие на данном участке:



Его средняя величина будетопределяться по формуле:



На данном участке среднее значение противодействующего усилия равно:



Теперь мы можем вычислить скорость движения якоряпо формуле:




Определим среднюю скорость:



Рассчитаем время прохождения якоря между предыдущим и последующим ходами:



Тогда время на этом участке составит:



Произведём проверку:


Находим погрешность:



, значит ток подобран верно.

Аналогичным образом рассчитываются следующие 9 ходов якоря. Результаты сведены в таблицу 5.

5.3. Расчёт участка нарастания тока до установившегося значения

Расчет данного участка схож с расчетом участка трогания якоря. Мы задаёмся 10 промежуточными значениями тока, между током и установившимся, с шагом по току:



Тогда ток на данном участке будет равен:



Определяем при заданных токах потокосцепления текущего и предыдущего хода по таблице 3 для минимального зазора.

(для минимального зазора при токе )

Изменение потокосцепления между текущим и предыдущим ходом будет определяться по формуле:



Изменение потокосцепления на данном участке:



Средний ток в катушке также складывается из предыдущего и последующего ходов:



Средний ток в катушке на данном учатске равен:


Определяем время прохождения якоря:



Тогда время на данном участке будет равно:



На данном участке якорь электромагнита прекращает свой движение, поэтому его перемещение остаётся неизменным, а скорость равняется 0. Аналогично рассчитываются оставшиеся 9 промежуточных значений.

Для построения характеристик нам также необходимо определить усилия электромагнита от тока(по таблице 4 для минимального зазора). Результаты расчета сведены в таблицу 5.

Таблица 5 -Данные расчета динамики электромагнита

t ,с	I, А	, Вб	Pэм, Н	x, м	, м/с
0	0	0	0	0	0
0.0053	0.0096	0.5559	0.3833	0	0
0.0111	0.0192	1.112	1.886	0	0
0.0176	0.0287	1.668	4.1548	0	0
0.025	0.0383	2.2241	7.3097	0	0
0.0336	0.0479	2.788	11.4169	0	0
0.0438	0.0575	3.3591	16.4957	0	0
0.0563	0.067	3.9326	22.5349	0	0
0.0723	0.0766	4.509	29.5546	0	0
0.0941	0.0862	5.0817	37.4683	0	0

Продолжение Таблицы 5

0.1292	0.0958	5.6566	46.4	0	0
0.1521	0.095	5.9472	52.6512	0.0004	0.035
0.1556	0.0897	5.9879	54.9529	0.0008	0.1887
0.1569	0.0838	6.0127	56.9415	0.0012	0.4309
0.1577	0.0775	6.0351	59.2126	0.0016	0.6511
0.1582	0.0708	6.0541	61.6328	0.002	0.8004
0.1587	0.0637	6.0722	63.8503	0.0024	0.8869
0.1591	0.0561	6.0937	67.0179	0.0028	0.9823
0.1595	0.0481	6.1165	70.5167	0.0032	1.0288
0.1599	0.0395	6.1414	74.218	0.0036	1.0042
0.1603	0.0316	6.1726	76.8574	0.004	0.9909
0.1813	0.0391	7.7193	121.7027	0.004	0
0.2044	0.0467	9.2397	173.311	0.004	0
0.23	0.0542	10.7286	231.3242	0.004	0
0.2583	0.0617	12.1536	297.6309	0.004	0
0.2893	0.0693	13.4748	365.5208	0.004	0
0.3241	0.0768	14.6882	432.9031	0.004	0
0.363	0.0843	15.743	496.7254	0.004	0
0.4062	0.0919	16.5798	550.538	0.004	0
0.4639	0.0994	17.2499	594.7154	0.004	0
0.5924	0.1069	17.748	628.2917	0.004	0

5.4.Обработка результатов расчета

Зная все необходимые данные, мы можем построить следующие переменные во времени:

– тока (рис.8 а)

– потокосцепления (рис.8 б)

– электромагнитной силы (рис.8 в)

– перемещения (рис.8 г)

– скорости якоря (рис.8 д)

Также приведём для сравнения статическую и динамическую нагрузочные характеристики электромагнита, представленные на рисунке 8 е.



а)



б)



в)



г)


д)



е)

Рисунок 8 – Динамические характеристики

a) зависимость тока от времени; б) зависимость потокосцепления от времени; в) зависимость электромагнитной силы от времени; г) – зависимость перемещения якоря от времени; д) зависимость скорости якоря от времени;

е) зависимость статических и динамических нагрузочных характеристик.
Заключение

В курсовом проекте были определены следующие вышесказанные задачи:

1. 
   Основные технические характеристики
   
2. 
   Геометрические размеры и форма электромагнита
   
3. 
   Тепловые характеристики электромагнита.
   
4. 
   Подобран тип электромагнита
   
5. 
   Был произведен поверочный расчет, в результате которого были построены семейства характеристик намагничивания и семейства статических нагрузочных характеристик.
   
6. 
   Был проведен расчет динамики электромагнита, где определили следующие зависимости: статических и динамических нагрузочных характеристик; тока от времени; электромагнитной силы от времени; перемещения якоря от времени; потокосцепления от времени; скорости якоря от времени
   

Список используемой литературы

1. 
   Яссе Э. Электромагниты / Э. Яссе . — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1934. — 191 с.
   
2. 
   Чунихин А.А. “Электрические аппараты. ” – М.: Энергия, 1982.
   
3. 
   Сливинская А.Г. “Электромагниты и постоянные магниты. ” – М.: Энергия, 1972.
   
4. 
   Гордон А.В. “Электромагниты постоянного тока. ” – М.: Госэнергоиздат, 1960.