Розрахунок обмоток електромагнітів, електротехніка

Розрахунок обмоток електромагнітів

В результаті розрахунку магнітного ланцюга визначається не-обходимо МДС обмотки. Обмотка повинна бути розрахована таким чином, щоб, з одного боку, забезпечити требує-мую МДС, а з іншого - щоб її максимальна темпера-туру не перевищувала допустимої для використовуваного класу ізоляції.

Залежно від способу включення розрізняють обмотки напруги і обмотки струму. У першому випадку напруги-ня, прикладена до обмотки, постійно за своїм дійства-ющему значенням, у другому - опір обмотки електромагніту набагато менше опору іншої частини ланцюга, яким і визначається незмінне значення струму.

Расчетобмоткі електромагніту постійного струму.

На рис. 4.8 показані муздрамтеатр і котушка електро-магніту. Обмотка 1 котушки виконується ізольованим проводом, який намотується на каркас 2.

Котушки можуть бути і безкаркасними. В цьому випадку витки обмотки скріплюються стрічкової або листової ізоляцією або заливальним компаундом.

Для розрахунку обмотки напруги повинні бути задані напруження і МДС. Перетин обмотувального дроту знаходимо, виходячи з потрібної МДС:

де - питомий опір; - середовищ-ня довжина витка (рис. 4.8); - опір обмотки, рівне.

З (4.13) випливає, що при незмінній середній довжині витка і заданому МДС визначається твором.

Якщо при постійній напрузі і середньої трива-ні витка потрібно збільшити МДС, то необхідно взяти провід більшого перерізу. При цьому обмотка матиме менше число віт-ков. Струм в обмотці возрас-тет, так як опір її зменшиться за рахунок зменшення числа витків і збіль-чення перетину дроту.

По знайденому перерізу за допомогою таблиць сортаментів знаходиться найближчий стан-дротяні діаметр проводу.

Потужність, що виділяється в обмотці у вигляді тепла, визначається наступним чином:.

Число витків обмотки при заданому перетині котушки визначається коефіцієнтом заповнення по міді. де - площа, зани-травнем міддю обмотки; - перетин обмотки по міді. Число витків. Тоді потужність, споживана обмоткою, визначиться виразом

Для розрахунку обмотки струму вихідними параметрами є при-чиною МДС і струм ланцюга. Число витків обмотки знахо-диться з виразу. Перетин дроту можна вибрати виходячи з рекоменду-емой щільності струму, яка дорівнює 2 ... 4 А / мм 2 для продолжитель-ного, 5 ... 12 А / мм 2 для повторно-короткочасного, 13 ... 30 А / мм 2 для короткочасного режимів роботи. Ці значення можна збільшити приблизно в 2 рази, якщо термін служби обмотки і електромагніту не перевищує 500 ч. Площа вікна, займаного рядовий обмоткою, визначається числом витків і діаметром дроту

Знаючи. можна визначити середню довжину витка, опір обмотки і втрати в ній. Після цього може бути проведена оцінка нагріву обмотки.

Расчетобмоткі електромагнітів змінного струму.

Вихідними даними для розрахунку обмотки напруги є амплітуди МДС, магнітного потоку і напруга мережі. Напруга мережі врівноважується активним і реактивним падіннями напруги

де і - діючі значення напруги і струму, відповідно.

Оскільки струм і опір можуть бути розраховані тільки після визначення числа витків, то формула (4.15) НЕ позво-ляет відразу знайти всі параметри обмотки. Завдання вирішує-ся методом послідовних наближень.

Так як активне падіння напруги значно менше реактивного, то на початку розрахунку приймають.

Тоді число витків обмотки.

Оскільки при розрахунку ми знехтували активним па-ням напруги, то дійсне число витків дол-жно бути дещо менше. Зазвичай. Тоді.

Перетин дроту визначають, задавшись щільністю струму в залежності від режиму роботи. Вибравши стандартний діаметр і спосіб ук-ладком дроти, знаходимо коефіцієнт заповнення і пло-ща вікна обмотки.

Після цього визначаємо середню довжину витка і активний опір обмотки.

Якщо після підстановки отриманих даних в (4.15) ле-вая частина відрізняється від правої більш ніж на 10%, то чи не-обходимо варіювати число витків до отримання удовле-орудного збіги.

Після розрахунку проводиться перевірка обмотки на на-грев. Розрахунок ведеться так само, як і для обмоток постійно-го струму.

Особливістю є нагрів муздрамтеатру за рахунок втрат від вихрових струмів і гістерезису. Відведення ви-ділячи в обмотці тепла через сердечник утруднений, точка з максимальною температурою лежить на внутрен-ньому радіусі обмотки. Для поліпшення охолодження стре-мятся збільшувати поверхню торців котушки при змен-шеніі її довжини.