 |
1.7 Расчет тяговой характеристики электромагнита
|
|
|
|
1. 7 Расчет тяговой характеристики электромагнита
Силу тяги электромагнита можно подсчитать по формуле Максвелла (для одного зазора)
или
(29)
где 
– магнитный поток в рабочем воздушном зазоре, Вб; 
– площадь полюса, м2; mо = 0, 4p × 10 –6 , Гн/м.
Формула Максвелла верна, когда поле в зазоре равномерно и вектор индукции перпендикулярен поверхности , т. е. при малых зазорах. Более удобно силу тяги при движении якоря определять по энергетической формуле
(30)
Величину 
определяют графически по зависимости 
.
Для втяжных электромагнитов можно воспользоваться приближенной формулой
(31)
Здесь d – рабочий воздушный зазор, м; lя – длина якоря, м; l – длина катушки, м; 
– магнитная проводимость рабочего зазора, Гн.
1. 8 Определение времени трогания электромагнита
Время срабатывания электромагнита постоянного тока состоит из времени трогания и времени движения ( 
). Для обычных электромагнитов 
, поэтому ориентировочную оценку времени срабатывания электромагнита можно сделать по времени трогания.
При начальном положении якоря 
магнитная цепь электромагнита не насыщена, тогда
(32)
где
(33)
– эквивалентная проводимость электромагнита при .
Для клапанных электромагнитов, если обмотка расположена на сердечнике, то
если на основании
Для втяжных электромагнитов [3]
Уравнение (32) решаем относительно тока
(34)
Здесь
(35)
Движение якоря от начального положения начнется с момента, когда сила тяги электромагнита станет больше суммарной противодействующей силы 
. Электромагнитная сила, при которой начинается движение якоря, называется силой трогания 
, а, соответственно, ток, создающий эту силу – током трогания 
.
|
|
|
Зависимость силы тяги электромагнита и противодействующей силы от зазора для электромагнитов постоянного тока показана на (рис. 6).
Если в уравнение (34) подставить величину тока трогания, то время трогания 
будет равно
(36)
где коэффициент запаса
(37)
3.
 |
2. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ В РЕЖИМЕ 2D
1. Создание модели
Для запуска приложения дважды щелкните значок COMSOL на рабочем столе. Сразу после запуска, программа предложит вам создать модель с помощью Мастера создания моделей (Model Wizard) или на основе шаблона Пустой модели (Blank Model), как показано на иллюстрации ниже. Кроме того, Построитель моделей всегда можно открыть, выбрав File > New (Файл> Создать).
Рисунок 1. 1. Мастер создания моделей.
1. Model Wizard (Мастер создания моделей)
Запустить программу можно двойным щелчком по значку COMSOL Multiphysics на рабочем столе.
Когда программа запустится, нажмите кнопку Model Wizard (Мастер создания моделей). Кроме того, Мастерсоздания моделей всегда можно открыть, выбрав File > New (Файл > Создать). Затем выберите Model Wizard
2. В окне Select Space Dimension.
Сначала нужно выбрать размерность пространства для компонента модели: 3D (Трехмерное), 2D Axisymmetric (Двумерное аксиально-симметричное), 2D (Двумерное), 1D Axisymmetric (Одномерное аксиально-симметричное) или 0D (Нульмерное). Нам понадобится двумерное пространство, поэтому щелкаем левой клавишей мыши на икону 2D.
3. В окне Select Physics (Выбрать физический интерфейс) раскройте узел AC\DC > Magnetic Fields (Постоянный/Переменный ток> Магнитные поля). .
|
|
|
Нажмите кнопку Study (Исследование).
Кроме того, для добавления физического можно щелкнуть один или два раза по кнопке Add (Добавить).
Еще один способ добавить физический интерфейс — открыть окно Add Physics (Добавление физического интерфейса), щелкнув правой кнопкой мыши по узлу Component (Компонент) в Построителе моделей и выбрав Add Physics (Добавить физический интерфейс).
4 В окне Select Study (Выбор исследования) щелкните по типу
исследования Stationary (Стационарное), чтобы выбрать его.
Нажмите кнопку Done (Готово).
С помощью стационарного исследования мы будем искать распределение магнитного поля.
Предварительно настроенное STADY(Исследование) содержит настройки решателя и уравнений, адаптированного для выбранного сочетания физических интерфейсов, то есть в данном случае для интерфейса (AC\DC > Magnetic Fields (Постоянный/Переменный ток> Магнитные поля).
|
|
|
