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文档简介
1、电磁铁的设计计算 1原始数据 YDF-42 电磁铁为直流电磁铁 工作制式为长期 根据产品技术条件 电磁铁的工 作参数 额定工作电压 UH=24V 额定工作电压时的工作电流 IH 1A 2 测试数据 测试参数 工作行程 =1mm 吸力 F=7.5kg
2、60;电阻 R=3.5 4 设计程序 根据已测绘出的根本尺寸 通过理论计算确定线圈的主要参数 并验算校核所设计出的电磁铁性能 4.1 确定衔铁直径 dc 电磁铁衔铁的工作行程比拟小 因此电磁吸力计算时 只需考虑外表力的作用 工作行程 =1mm 时的吸合力 F=7.5kg 那么
3、;电磁铁的结构因数 K = F 7.50.1=27 (1) 电磁铁的结构形式应为平面柱挡板中心管式 根据结构因数查参考资料,可得磁感应强度 BP=10000 高斯 当线圈长度比衔铁行程大的多时,可以不考虑螺管力的作用,认为全部吸力都由外表 力产生 由吸力公式 F= B
4、p/50002×4×dc2 (2) 式中 Bp磁感应强度(高斯) dc 活动铁心直径(毫米) 可以求得衔铁直径为 dc=5800× FBp=5800× 7.5
5、10000=1.59cm=15.9mm 取 dc=16 mm 4.2 确定外壳内径 D2 在螺管式电磁铁产品中 它的内径 D2与铁心直径 d
6、c之比值 n 约为 2 3 ,选取 n=2.7 D2=n ×dc=2.76× 16=28.16 毫米 (3) 式中 D2 外壳内径
7、;毫米 4.3 确定线圈厚度 bk=D2dc2 (4) 式中 bk -线圈厚度 毫米 -线圈骨架及绝缘厚度 毫米 今取=1.7 毫米
8、 bk=28.161621.7 =4.38毫米 今取bk=5 毫米 4.4 确定线圈长度 线圈的高度lk与厚度bk比值为,那么线圈高度 lk=×bk &
9、#160; (5) lk-线圈长度 毫米 值根据参考资料选取经验数据为 =3.4 那么线圈高度 lk=×bk=3.4× 5=17毫米 4.5 确定导线直径 导线直径
10、60; d= 4××Dcp×IWU (6) 式中 平均直径 Dcp=dc+bk=0.016+0.005
11、=0.021( 米) IW- 线圈磁势 (安匝) IW= (IW)z + (IW) cm+
12、 (IW)k 式中 (IW)z -消耗在气隙中的磁势 (IW)z=Bp×0×108 (IW) cm和 (IW)k 消耗在铁心中和非工作气隙中磁势的安匝数 约为总磁势的 1530% , 即 (IW) cm+ (IW)k=×(IW) 式中=0.15 0.3 由此可得线圈的磁势为
13、; (IW)=Bp×0×(1)×108 (安匝) (7) 式中 Bp单位为高斯,单位为厘米 空气导磁系数 0=1.25 ×108亨/厘米 电磁铁在实际应用时 电压可能降低至 85%UH 为了保证在电压降低后 电磁铁仍然能够可
14、靠地工作 上式计算所得安匝数应该是指电压降低至0.85UH时的磁势 用 (IW)1表 示 (IW)1=10000××108×(10.3)×108=1143安匝 显然,电源电压为额定值时的磁势为 IW= (IW)10.85=1344 安匝 电磁铁容许最高工作温度 240 ,由参考资料选取 电阻系数 =0.03208 欧. 毫米2
15、米 d= 4DcpIWU= 4×0.03208×0.021×134424=0.388 毫米 查线规表 其最邻近的直径为 d=0.41 毫米 带绝缘后的直径 d =0.45 毫米 4.6 确定线圈匝数 W W=1.28(IW)jd2
16、 (8) 式中 j -容许电流密度 (安毫米2 ) , j=Iq=4URd2=4×24×3.5×0.412=51安毫米2
17、;(9) W=1.28(IW)jd2=1.28×134451×0.412=200 匝 4.7 确定电阻 线圈平均匝长 lcp=(DH+D1)2 (10)
18、; DH=D1+2bk (11)
19、0;D1=dc+2 (12) 式中 DH -线圈外直径 D
20、1 -线圈内直径 D1=dc+2=16+2×1.7=19.4毫米 DH=D1+2bk=19.4+2×4.38=27.4 毫米 lcp=(DH+D1)2=(27.4+13.4)2=64 毫米=0.064 米 线圈电阻 下载文档到电脑,查找使用更方便1下载券 1385人已下载下载还剩2页未读,继续阅读R=40lcpw4d2=0.01991×0.064×10934
21、215;0.252=28 欧 (13) 现在已初步确定了电磁铁的结构尺寸 绘制电磁铁结构草图如图 2 5 特性验算 虽然根据设计要求 已完成了初步设计 但是 由于在初步设计中作了不少简化 有 些参数的选择和估计是极其近似的 因此 为了电磁铁的工作可靠起见
22、160;还需要根据初步 设计的结构尺寸和数据 做进一步详细的验算 5.1 吸力计算 F=(5000)21S(1+) (14) 忽略铁磁阻和漏磁通 这样气隙中的磁通 Z=IWGZ108
23、160; (15) 式中 磁导 GZ =0dC24
24、0; (16) 式中 空气导磁系数0=1.25 ×108亨/厘米 GZ =0dC24=1.25 ×108××1.024×0.065=15×108亨 Z=IWGZ108=961×15×108×108=14415 麦 式中
25、 -修正系数 取=4 S -铁心截面积 S=dC24=×1.024=0.785 厘米 2 (17) F=(5000)
26、21S(1+)=(144155000)210.785×(1+4×0.065)=8.4 公斤 可见吸力是满足设计要求的 5.2 线圈温升计算 线圈容许温升 =110 ,查参考资料可得散热系数为 m=12.89×104瓦 厘米2 金属骨架线圈其传导能力较强 m1.7 线圈的散热外表 S= DH+ mD1
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