|
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 -3 (м2), 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 = H12 ∙l12 (А) F12 =160 А/м∙0,295 м= 47,2 А
F23 = H23 ∙ l23 (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 = Н41 ∙ l41 (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
- 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
- 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
- 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.
|