Котушка і рухається сердечник - технічний форум

Розрахунок електромагнітного приводу постійного струму з втяжні якорем1. конструкція приводу
Конструкція електромагнітного приводу (ЕМП) постійного струму з втяжні якорем [4] показана на рис. 1.1.

Мал. 1.1. Конструкція ЕМП постійного струму з втяжні якорем.
ЕМП складається з циліндричного сталевого корпусу, в який поміщається токопроводящая (зазвичай мідна) обмотка, що представляє собою циліндричний соленоїд. З обох сторін корпус закривається сталевими кришками. На одну з кришок встановлюється сталева вставка. В отвір інший кришки вставляється сталевий якір. Між якорем і сердечником повинен залишатися робочий зазор. Величина робочого зазору визначає максимальний хід якоря. При пропущенні електричного струму через обмотку якір створює тягове зусилля, прагнучи втягнутися всередину обмотки. Для повернення якоря в початкове положення при відключенні струму може використовуватися пружина (на кресленні не показана).
2. Постановка завдання
Необхідно розрахувати залежність максимального тягового зусилля ЕМП від ходу якоря. На рис. 2.1 показаний креслення ЕМП з позначенням розмірів.

Мал. 2.1. Креслення ЕМП.
Прийняті позначення:
R0 - радіус вставки (якоря);
H0 - висота вставки;
R1 - внутрішній радіус соленоїда;
R2 - зовнішній радіус соленоїда (внутрішній радіус корпусу приводу);
H - висота соленоїда;
l - фактор упаковки;
j - щільність струму в обмотці;
Rd - зовнішній радіус корпусу приводу;
Hd - висота корпусу приводу;
Z - робочий зазор;
X - переміщення якоря від початкового положення;
U - напруга живлення приводу;
I - величина струму в проводі обмотки;
F - зусилля, що розвивається якорем приводу.
3. Розрахунок допустимої щільності струму в обмотках
Від щільності струму в обмотці залежить потужність тепловиділення і, відповідно, температура обмотки. Ця температура не повинна перевищувати допустиму для даної марки дроти. Розрахунок температури всередині обмотки і, відповідно, допустимої щільності струму в обмотках можна зробити методом кінцевих елементів [/ SIZE] [2, 3, 5, 6]. Величина допустимої щільності струму в проводах обмоток залежить від конструкції ЕМП і для соленоїдів з товщиною обмотки (R2 - R1) до 20 - 30 мм може досягати 5. 8 А / мм2 при тривалій роботі в повітряному середовищі температурою до 40 0C.
Якщо фактор упаковки прийняти рівним 0.6, то при щільності струму в обмотувальному дроті 5 А / мм 2 щільність струму в самій обмотці складе 5 * 0.6 = 3 А / мм2. При цьому перевищення температури обмотки над температурою навколишнього середовища буде не більше 60 0C, а теплостійкість ізоляції обмотувального проводу повинна бути приблизно 100 0C.
Якщо щільність струму в проводі обмотки досягає 7.5 А / мм2 (щільність струму в обмотувальному дроті 7.5 А / мм2, щільність струму в самій обмотці 4.5 А / мм2), то перевищення максимальної температури обмотки над температурою навколишнього середовища при тривалій роботі буде не більше 120 0C . При намотуванні необхідно використовувати провід з ізоляцією відповідної теплостойкости.
4. Розрахунок максимального тягового зусилля ЕМП
Розрахунок розподілу магнітного поля і виникають при цьому зусиль можна зробити методом кінцевих елементів [2, 3, 5, 6] .Распределеніе магнітного поля в ЕМП показано на рис. 4.1.

Мал. 4.1. Розподіл магнітного поля в ЕМП.
5. Розрахунок обмотки ЕМП
Обмотка ЕМП являє собою циліндричний соленоїд. Його розрахунок може бути виконаний різними способами, наприклад, за допомогою програми Coil [1]. При заданих розмірах соленоїда і для заданої напруги джерела живлення необхідно підібрати такий діаметр обмоточного мідного дроту, щоб щільність струму в самому проводі була якомога ближче до отриманого при розрахунку максимально допустимої щільності струму значенням (наприклад, 5 А / мм 2).
6. Приклади розрахунку
Приклад 1. Параметри ЕМП:
R0 = 5 мм
H0 = 5 мм
R1 = 6 мм
R2 = 15 мм
H = 40 мм
l = 0.6
j = 3 А / мм2
Rd = 20 мм
Hd = 50 мм
U = 12 В

Зазор Z, мм 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Хід X, мм 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Зусилля F, Н 1.71 1.84 2.02 2.25 2.57 3.00 3.72 5.18 7.86 16.60

Мал. 6.1. Залежність зусилля, що розвивається ЕМП, від ходу якоря.
При харчуванні ЕМП від джерела напругою 12 вольт обмотку слід намотати мідним дротом діаметром (без ізоляції) 0.27 мм. Якщо фактор упаковки дорівнює 0.6, то число витків дорівнюватиме 3770, опір - 73 Ом, індуктивність - 92 мГн. Струм від джерела з вихідною напругою 12 В складе 0.17 А, розсіює потужність близько 2 Вт.
Приклад 2. Параметри ЕМП:
R0 = 5 мм
H0 = 5 мм
R1 = 6 мм
R2 = 13 мм
H = 36 мм
l = 0.6
j = 3 А / мм2 або 4.5 А / мм2
Rd = 15 мм
Hd = 40 мм
U = 24 В

Зазор Z, мм 5 4 3 2 1 Хід X, мм 0 1 2 3 4 Зусилля F, Н для щільності струму 3 А / мм2 1.44 1.79 2.47 4.10 10.23 Зусилля F, Н для щільності струму 4.5 А / мм2 3.16 3.88 5.27 8.38 17.22

Сергій ти так більше не жартуй, ти ж знаєш що посилання на профільні форуми заборонені.