Савельев А.В. Проектирование электромеханических аппаратов автоматики с применением ЭВМ
Подождите немного. Документ загружается.
0
0,5
1
1,5
2
10 2000 4000 6000 8000 10000
Н ,А/м
B
,Тл
3
1
2
Рис. П3.7. Кривые намагничивания магнитно-мягких материалов: 1
- сталь электротехническая тонколистовая марки 3413; 2 -
сталь электротехническая тонколистовая марки 1511; 3 -
сплав марки 50Н.
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
,Гн/м
B
m
,Тл
R
X
Рис. П3.8. Зависимости удельных активных
R
и реактивных
X
магнитных сопротивлений от магнитной индукции B
m
для
стали 1511.
70
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5
p
ст
,Вт/кг
B
m
,Тл
Рис. П3.9. Зависимость удельных потерь p
ст
от магнитной
индукции B
m
для стали 1511 (толщина 0,35 мм, частота
50Гц).
Таблица П3.1
Формулы удельной магнитной проводимости в герконовом реле
Эквивалентный
элемент
Формула
Стержень
0
2
0 48 0 029 0 0225
1 321 0 068 0 345 0 104, , , ,
, , ,
l
l d
k k k
n
l d
k k
,
где k
l
= l
г
/l
o
, k
d
= d
o
/d
э
, n = l
г
/d
э
.
Здесь l
г
- длина геркона, d
э
= d (d - диаметр
контактного сердечника) или d
э
=2(b+h)/
, (b,h -
размеры поперечного сечения контактного
сердечника), l
o
- длина обмотки, d
o
- средний
диаметр обмотки.
Эллипсоид
вращения
0
1
1
1
1
1
1 1
2
2
2
2
n
n
n
n
n
n
n
n
ln
ln
,
где n = L /d
э
.
Здесь L = l
г
(l
г
- длина геркона), d
э
= d (d - диаметр
контактного сердечника) или d
э
=2(b+h)/
, (b,h -
размеры поперечного сечения контактного
сердечника).
71
72
Таблица П3.2
Формулы удельных магнитных проводимостей в электромагните
Форма участка Формула
d
d
h
0
2
1ln
h
d
h
d
;
a
d
h
o
h
d
h
d
ln
2 2
1
2
;
при a/h=(1,25-2,5)
’
b
a
a
h
b
52,0
28,1
ah
a
h
b
o
;
D
d
o
D
d
2
ln
, где D>>d;
a
o
a
;
0 52,
o
;
0 26,
o
;
R
min
R
max
o
R
R
2
ln
max
min
;
R
min
R
max
o
R
R
1
ln
max
min
;
73
R
min
R
max
k
o
o
R
R
K
1
ln
max
min
,
где
K
k k R
R k R
o o
o
2 2
2 2
min
max min
.
74
Таблица П3.3
Формулы магнитных проводимостей в зазорах
Форма участка Формула
1 2
a
x
a
o
a
a
a
a
xa
x
2
0 58
0 14
1,05
0 17 0 4
,
,
ln
, ,
;
d
x
o
d
d
xd
x
2
4
0 58
0 22 0 4
,
, ,
;
d
2
o
d
d
d
2
2 2
4
0 157
0 75
sin
,
sin
,
;
d
2
h
H
o
d
d
d
d
2
2 2
1
4
0 157
0 75
1 97 1
sin
,
sin
,
, ( )
sin
( , )
ln( sin )
( )
ln( sin )
0 6
1 2
1
1 5 2
1 1
d d
,
где
h
H
,
1
1
при
d tg
2
,
1
2
d
sin
при
d
sin 2
,
1
0 29 1
, )tg(
при
d
sin 2
;
75
Продолжение таблицы П3.3
1 2
d
ш
e
R
o
d
c
o
ш ш
ш
d d
c
d
2
1
4
0 69 0 63
0 96
, ,
,
,
где
1 1 1 1
2
2
1
,
1
2
1
o
R
d
e
;
a
e
R
o
b
o
ab
a b
2
0 58,
,
где
2
2 2
2
2
1
1
ln
;
2
2
1
o
R
a
e
.
a
b
h
o
a
b
e
0 142 1
5 91
,
,
при 0,125<h/b<0,285,
o
h
b a
b
h
b
e
0 192 0 174 1
4 45 5 13
, ,
, ,
при
0,285<h/b<0,5;
76
Таблица П3.4
Диаметры обмоточного провода и коэффициенты заполнения
обмотки по меди
Диаметр провода
без изоляции
d, мм
Коэффициент
заполнения провода
ПЭВ-1
K
зм
Коэффициент
заполнения провода
ПЭВ-2
K
зм
0,050 0,280 0,250
0,063 0,330 0,290
0,071 0,380 0,340
0,080 0,430 0,380
0,090 0,460 0,410
0,100 0,490 0,440
0,112 0,510 0,460
0,125 0,520 0,480
0,140 0,535 0,495
0,160 0,550 0,510
0,180 0,568 0,527
0,200 0,580 0,538
0,224 0,594 0,550
0,250 0,605 0,560
0,280 0,616 0,572
0,315 0,627 0,580
0,355 0,637 0,589
0,400 0,647 0,597
0,450 0,656 0,605
0,500 0,663 0,612
0,560 0,668 0,618
0,630 0,674 0,625
0,710 0,679 0,631
0,750 0,680 0,634
0,800 0,682 0,637
0,850 0,684 0,640
0,900 0,685 0,643
0,950 0,686 0,646
1,000 0,687 0,648
1,060 0,688 0,650
1,120 0,689 0,651
1,180 0,690 0,652
77
ЛИТЕРАТУРА
1. Шоффа В.Н., Савельев А.В. Сборник задач и упражнений по
электромагнитным явлениям в электрических аппаратах. / Под ред.
С.Ю. Рыжова М.: Изд-во МЭИ, 1995. 111с.
2. Буткевич Г.В., Дегтярь В.Г., Сливинская А.Г. Задачник по
электрическим аппаратам: Учебное пособие для вузов по
специальности Электрические аппараты. М.: Высшая школа, 1987.
232 с.
3. Бородина М.Г. Расчет электромагнитов постоянного тока.
М.: Моск. энерг. ин-т, 1979. 46 с.
4. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов:
Учебное пособие для студентов электротехнических вузов. М.:
Энергия, 1971. 556с.
5. Витенберг М.И. Расчет электромагнитных реле. Л., Энергия,
1975. 416 с.
6. Соболев С.Н. Расчет и конструирование низковольтной
электрической аппаратуры. М., Высшая школа, 1972. 264 с.
7. Казаков Л.А. Электромагнитные устройства РЭА:
Справочник. М.: Радио и связь, 1991. 352 с.
8. Шоффа В.Н., Давыдов С.В. САПР язычковых замыкающих
герконов и реле на их основе. / Под ред. А.В. Савельева. М.: Моск.
энерг. ин-т,1986. 80с.
9. Kato K. Analysis on magnetization characteristics of reed
switches. Presented at the 19-th Annual National Relay Conference. USA,
1971. p.15.1-15.13.
10. Тер-Акопов А.К. Динамика быстродействующих
электромагнитов. М.-Л.: Энергия, 1965. 168 с.
11. Никитенко А.Г. Автоматизированное проектирование
электрических аппаратов. М.: Высш. шк.,1983. 192 с.
12. Кулон Ж.-Л. САПР в электротехнике: Пер. с франц. М.:
Мир, 1988. 208 с.
13. Зельднер Г.А. QuickBASIC 4.5. М.: ABF, 1994. 480 с.
78
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
АВТОМАТИКИ (ЭМАА) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1. Принципы проектирования) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2. Основные виды ЭМАА) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3. Этапы разработки ЭМАА ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4. Применение ЭВМ при проектировании . . . . . . . . . . . . 10
1.5. Система программирования QuickBASIC . . . . . . . . . . . 11
1.6. Основные типы расчетов при проектировании ЭМАА . . . . 13
2. РАСЧЕТЫ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ
ПОСТОЯННОГО ТОКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1. Алгоритм проектного расчета электромагнита . . . . . . . . . 14
2.2. Расчет магнитной системы по коэффициентам рассеяния . . 17
2.3. Учет кривой намагничивания при расчете на ЭВМ . . . . . . 21
2.4. Расчет магнитной системы по участкам . . . . . . . . . . . . 24
2.5. Расчет тяговой характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3. РАСЧЕТЫ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ . . . . . . . . . . . . 30
3.1. Расчет пружин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2. Расчет частоты первого тона собственных
колебаний контактного сердечника геркона . . . . . . . . . 33
3.3. Расчет механических характеристик . . . . . . . . . . . . . . 33
4. PАСЧЕТ МДС СРАБАТЫВАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5. РАСЧЕТ ОБМОТКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА . . . . . . . . . 39
6. РАСЧЕТЫ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА . . . . . . . . 42
7. ОСОБЕННОСТИ PАСЧЕТА ЭМАА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА . 47
7.1. Особенности расчета магнитных систем переменного тока . 47
7.2. Особенности расчета обмотки переменного тока . . . . . . . 50
8. ВОПРОСЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭМАА 52
8.1. Критерии оптимальности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8.2. Использование баз данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Содержание технического задания
на опытно-конструкторскую работу “Разработка реле” . . . . . 55
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Программы для среды QBASIC . . . . . . . . 57
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Таблицы и графики. . . . . . . . . . . . . . . 65
ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
79