Сделай Сам Свою Работу на 5

Характеристики намагничивания стали





Задача на расчет магнитной цепи

Задача 1. Прямая задача расчета МЦ

По заданному магнитному потоку в цепи необходимо определить намагничивающую силу (МДС), необходимую для создания этого потока. Решение задачи варианта №32.

вар А, мм В, мм а, мм b, мм с, мм d, мм δ, мм Прямая задача Обратная задача
Вδ, Тл I,А материал I,А w,вит материал
0,5 0,1 чугун 0,2 чугун
1,9 0,5 электрот сталь 0,4 литая сталь

Определить число витков катушки электромагнита, если известны габариты магнитопровода, индукция в воздушном зазоре, материал магнитопровода и ток в обмотке электромагнита Толщина провода магнитопровода по всей длине одинакова и составляет 100 мм.

Порядок расчета.

1.Определяем длину средней линии на каждом участке.

l ср12 = В – (м)

l ср23 = A – (м)

l ср34 = В – (м)

l ср41 = A – – δ (м),где δ – воздушный зазор

2.Подставим в формулы значения данных из таблицы и вычислим



l ср12 =330 – 40 / 2 – 30 / 2 = 330 – 20 – 15=295 мм = 0,295 (м)

l ср23 =290 – 70 / 2 – 60 / 2 = 290 – 35 – 30 = 225 мм = 0,225 (м)

l ср34 =330 – 40 / 2 – 30 / 2=330 – 20 – 15=295 мм = 0,295 (м)

l ср41 =290 – 70 / 2 – 60 / 2 – 4 = 290 – 35 – 30 – 4 = 221 мм = 0,221 (м)

3. Определяем сечение магнитопровода на каждом участке:


S12 = a ∙ 100 (мм 2)

S23 = b ∙100 (мм 2)

S34 = c ∙100 (мм 2)

S41 = d ∙ 100 (мм 2)

4.Подставим в формулы значения данных и вычислим, при этом учтем:

1 м = 1000мм = 10 3 мм ; 1 м2 = 10 6 мм 2; Отсюда, 1 мм 2 = 10 -6 м2

S12 = 70 ∙ 100 (мм 2) =7000 (мм 2) = 7 ∙ 10 -3 м2

S23 = 40 ∙100 (мм 2) = 4000 (мм 2) = 4 ∙10 -3 м2

S34 = 60 ∙100 (мм 2) =6000 (мм 2) = 6 ∙ 10 -3 м2

S41 = 30 ∙ 100(мм 2) = 3000 (мм 2) = 3 ∙ 10 -3 м2

 


5.Определяем основной магнитный поток магнитной цепи.

Подставляя в формулы магнитного потокаФ = Вδ ∙ Sδ (Вб), где Sδ = S41 = 3 ∙ 10 -32), находим: Ф = 0.5 Тл ∙ 3 ∙ 10 -3 м2= 1,5 ∙ 10-3 (Вб)

 

6.Определяем магнитную индукцию на каждом участке цепи при условии, что основной магнитный поток не изменяется. Подставляя в формулу В12 = и т. д, получим:


В12 = Ф / S12 (Тл)

В23 = Ф / S23 (Тл)

В34 = Ф / S34 (Тл)

В41 = Ф / S41 (Тл)

В12 =1,5 ∙ 10-3 Вб/7 ∙ 10 -3 м2=0,214Тл



В23 =1,5 ∙ 10-3 Вб /4 ∙ 10 -3 м2=0,375Тл

В34 =1,5 ∙ 10-3 Вб /6 ∙ 10 -3 м2= 0,25Тл

В41 =1,5 ∙ 10-3 Вб / 3 ∙ 10 -3 м2=0,5Тл


 

7.По кривой намагничивания (3), стр. 328 или из таблицы характеристик намагничивания стали находим напряженность магнитной цепи для литой стали на каждом участке. Н12, Н23, Н34 , Н41

Н12 = 1,60 А/см = 1,60х 100 = 160 А/м для В12 =0,214Тл

Н23 = 2,4 А/ см = 2,4х 100 = 240 А/м для В23 =0,375Тл

Н34 = 2,0 А/ см = 2,0 х 100 = 20 А/м для В34 =0,25Тл

Н41 = 4,0 А/ см = 4,0 х 100 = 400 А/м для В41 =0,5Тл

8.По закону полного тока находим МДС на каждом участке МДС обмотки:

 

F12 = H12l12 (А) F12 =160 А/м0,295 м= 47,2 А

F23 = H23l23 (А) F23 =240 А/м 0,225 м= 54 А

F 34 = Н34 l34 (А) F 34 = 20 А/м 0,295 м= 5,9 А

F41 = Н41l41 (А)F41 = 400 А/м 0,221 м= 88,4 А



9.Определяем число витков катушки электромагнита.

w= (вит), гдеполная МДС равнаF = = F12 + F23 + F34 + F41

По формуле вычисляем: F = 47,2 А + 54 А + 5,9 А + 88,4 А = 195,5 А

 

10.Найдем число витков катушки (обмотки) w=195,5 А/0,1 А=1955 витков


Задача 2. (обратная задача расчета МЦ)

Цель. По заданной намагничивающей силе (МДС) необходимо определить магнитный поток в магнитопроводе.

Задачи. Определить суммарный магнитный поток цепи, если известны габариты и материал магнитопровода, ток и число витков электромагнита (табл.1).

1.Как в прямой задаче.

Порядок расчета. Определяем длину средней линии на каждом участке.

l ср12 = В – (м)

l ср23 = A – (м)

l ср34 = В – (м)

l ср41 = A – – δ (м),где δ – воздушный зазор

Подставим в формулы значения данных из таблицы и вычислим

l ср12 =330 – 40 / 2 – 30 / 2 = 330 – 20 – 15=295 мм = 0,295 (м)

l ср23 =290 – 70 / 2 – 60 / 2 = 290 – 35 – 30 = 225 мм = 0,225 (м)

l ср34 =330 – 40 / 2 – 30 / 2=330 – 20 – 15=295 мм = 0,295 (м)



l ср41 =290 – 70 / 2 – 60 / 2 – 4 = 290 – 35 – 30 – 4 = 221 мм = 0,221 (м),

2. Как в прямой задаче определяем сечение на каждом участке, при этом учтем:

1 м = 1000мм = 10 3 мм ; 1 м2 = 10 6 мм 2; Отсюда, 1 мм 2 = 10 -6 м2



S12 = a ∙ 100 (мм 2)

S23 = b ∙100 (мм 2)

S34 = c ∙100 (мм 2)

S41 = d ∙ 100 (мм 2)

S12 = 70 ∙ 100 мм 2=7000 мм 2 = 7 ∙ 10 -3 м2

S23 = 40 ∙100 мм 2= 4000 мм 2 = 4 ∙10 -3 м2

S34 = 60 ∙100 мм 2 =6000 мм 2 = 6 ∙ 10 -3 м2

S41 = 30 ∙ 100 мм 2 = 3000 мм 2 = 3 ∙ 10 -3 м


 


3. Определяем намагничивающую силу (МДС) электромагнита. Fэм = w ∙ I(А) Из результатов прямой задачи и из данных варианта подставляем и найдем МДС электромагнита

Fэм =1955 х0,1 А =195,5 А при токе I = 0,1 А числа витков w =1955

  1. Определяем напряженность магнитного поля на каждом участке: Н = , ( )

Н 12= F / l ср,12 (А / м)

Н 23= F / l ср,23 (А / м)

Н34 = F / l ср,34 (А / м)

Н41 = F / l ср,41 (А / м)

Н 12= 195,5 А / 0,295 м = 662,7А / м

Н 23= 195,5 А / 0,225 м = 868, 9 А / м

Н34 = 195,5 А / 0,295 м = 662,7 А / м

Н41 = 195,5 А / 0,221 м = 884,6 А / м


  1. По кривой намагничивания (3), стр. 328 или из таблицы характеристик намагничивания для литой стали находим магнитную индукцию на каждом участке:

В12 = 0,8 Тл , В23 = 0,95 Тл, В34 = 0,8 Тл, В41 = 0,95 Тл

  1. Определяем магнитный поток на каждом участке.

Ф12 = В12 S12 (Вб)

Ф23 = В23 S23 (Вб)

Ф34 = В34 S34 (Вб)

Ф41 = В41 S41 (Вб)

 

Ф12 = 0,8 Тл ∙ 7 ∙ 10 -3 м2 = 5,6 ∙ 10 -3 Вб

Ф23 = 0,95 Тл ∙ 4 ∙ 10 -3 м2 = 3,8 ∙ 10 -3 Вб

Ф34 = 0,8 Тл ∙ 6 ∙ 10 -3 м2 = 4,8 ∙ 10 -3 Вб

Ф41 = 0,95 Тл ∙ 3 ∙ 10 -3 м2 = 2,85 ∙ 10 -3


Определяем магнитный поток всей цепи.

Ф = Ф12 + Ф23 + Ф34 + Ф41

Ф =5,6 ∙ 10 -3 Вб + 3,8 ∙ 10 -3 Вб + 4,8 ∙ 10 -3 Вб + 2,85 ∙ 10 -3 Вб = 17,05 ∙10 -3 Вб


Характеристики намагничивания стали

 

  В, Тл Марка стали
Э11, Э12, Э21 Э41, Э42 Литая сталь (Н) Пермендюр (никель+железо и др.)
Н ∙102, А/м Н ∙102, А/м Н ∙102, А/м Н ∙102, А/м
0,1 0,40 0,80 0,57
0,2 0,50 1,60 0,70
0,3 0,60 2,40 0,73
0,4 1,40 0,70 3,20 0,76
0,45 1,52 0,75 3,60 0,79
0,5 1,71 0,85 4,00 0,82
0,55 1,91 0,94 4,43
0,60 2,11 1,10 4,88 0,85
0,65 2,36 1,27 5,35
0,70 2,61 1,45 5,84 0,88
0,75 2,87 1,65 6,32
0,80 3,18 1,85 6,82 0,91
0,85 3,52 2,10 7,45
0,90 3,97 2,35 7,98 0,94
0,95 4,47 2,70 8,50
1,00 5,02 3,00 9,20 0,97
1,05 5,70 3,40 10,04 1,00
1,10 6,47 3,95 10,90 1,05
1,15 7,39 4,60 11,87 1,10
1,20 8,40 5,40 12,90 1,15
1,25 9,76 6,40 14,30 1,20
1,30 11,40 7,70 15,90 1,25
1,35 13,40 9,70 18,10 1,32
1,40 15,80 13,00 20,90 1,40
1,45 19,50 18,30 24,40 1,50
1,50 25,00 27,5 28,9 1,62
1,55 32,80 38,50 34,30 1,80
1,60 43,70 51,50 41,00 2,00
1,65 58,80 69,50 48,70 2,25
1,70 77,80 89,00 57,50 2,6
2,00 6,2

 


Кривая намагничивания некоторых ферромагнитных материалов

 


2.6. Задания вариантам практической работе «Расчет магнитных цепей»

вар А, мм В, мм а, мм b, мм с, мм d, мм δ, мм Прямая задача Обратная задача
Вδ, Тл I,А материал I,А w,вит материал
0,2 0,4 чугун 0,2 электрот. сталь
0,9 0,9 литая сталь 0,25 чугун
1,3 0,5 электрот. сталь 0,15 литая сталь
0,3 0,1 чугун 0,1 электрот. сталь
1,0 0,7 литая сталь 0,15 чугун
1,1 0,3 электрот. сталь 0,25 литая сталь
0,4 0,4 чугун 0,6 электрот. сталь
1,1 0,8 литая сталь. 0,4 чугун
1,8 0,2 электрот. сталь 0,7 литая сталь
0,7 0,4 чугун 0,25 электрот. сталь
1,4 0,3 литая сталь 0,45 чугун
1,6 0,7 электрот .сталь 0,2 литая сталь
0,8 0,3 чугун 0,15 электрот. сталь
1,3 0,6 литая сталь 0,3 чугун
1,7 0,4 электрот. сталь 0,4 литая сталь
0,9 0,6 чугун 0,15 электрот. сталь
1,45 0,7 литая сталь 0,6 чугун
1,5 0,1 электрот. сталь 0,2 литая сталь
1.0 0,5 литая сталь 0,2 электрот. сталь
0,7 0,4 чугун 0,15 чугун
1,7 0,8 электрот. сталь 0,3 литая сталь
1,1 0,2 литая сталь 0.6 электрот. сталь
0,6 0,7 чугун 0,2 чугун
1,9 0,5 электрот .сталь 0,4 литая сталь
1,4 0,1 литая сталь 0,5 электрот .сталь
0,9 0,3 чугун 0,2 чугун
1,8 0,6 Электрот .сталь 0,3 литая сталь
1,2 0,2 литая сталь 0,4 электрот. сталь
1,0 0,8 чугун 0,15 чугун
1,7 0,4 электрот. сталь 0,3 литая сталь
!00 1,0 0,5 литая сталь 0,4 электрот .сталь
0,5 0,1 чугун 0,2 чугун
1,9 0,5 электрот сталь 0,4 литая сталь

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.