交流接触器电磁铁优化设计.docVIP

电磁铁的优化设计和计算 主要技术参数： 1.1、主触头参数： 开距 β1=6mm 超程 γ1=3mm 初压力 F01=8N 终压力 Fz1=10N 触头数 n1=6 1.2、辅助触头参数： 开距 β2=4mm 超程 γ2=2mm 初压力 F02=1.1N 终压力 Fz2=1.32N 触头数 常闭触头n2=4 ;常开触头n3=4 1.3、释放弹簧参数： 初始弹簧力 Fs0= Ffcs=14.58N 弹簧钢度 0.5N/mm 1.4、线圈电压及允许电压波动范围 线圈额定电压 UN=220v 电压允许波动范围 0.85*UN=187v 1.5、线圈耐热等级和允许温升 耐热等级 B级 允许温升 70oC 1.6、工作制形式：长期工作制。 交流电磁铁反力特性计算； 2.1、电磁铁工作气隙值计算； 衔铁释放位置 δa=β1+γ1=β2+γ2 常闭辅助触头刚刚分开位置 δb=δa-γ2 主触头刚刚接触位置 δc=γ1 常开辅助触头刚刚接触位置 δd=γ2 衔铁闭合位置 δe=0.04∽0.05 2.2、电磁铁各位置反力计算： a)、释放弹簧反力Ff1 Ff1a=Fs0 Ff1e=Fs0+C×(δa -δe) b)、常闭辅助触头的反力Ff2 Ff2a=-n3Fz2 Ff2b=-n3F02 c)、主触头的反力Ff3 Ff3c=n1F01 Ff3e=n1Fz1 d)、常开辅助触头反力Ff4 Ff4d=n2F02 Ff4e=n2Fz2 2.3、衔铁各位置反力: Ff1d Ffa1=Ff1a+Ff2a=14.58-5.28=9.3N Ffb1= Ff1b+Ff2b =15.58-4.4=11.48N Ffb2= Ff1b =15.58N Ffc1= Ffc=17.58N Ffc2= Ff1c+Ff3c =65.58N Ffd1= Ff3d+Ff1d =70.15 Ffd2= Ffd1+Ff1d =74.55N Ffe= Ff1e+Ff3e+Ff4e=19.08+60+5.28=84.36N 根据以上各值画出反力特性曲线： 2.4、确定电磁系统的设计点及设计点吸力和工作气隙值。 取F×δ的最大值: Ffa1×δa=9.3×9=83.7 Ffb2×δb=15.58×7=109.06 Ffc2×δc=65.58×3=196.74 Ffd2×δd=74.55×2=149.1 Ffe×δe=84.36×0.05=4.218 得吸力特性的设计点取主触头刚接触处的开距δ=3mm,吸力Ff0=65.58N考虑裕度Ko=1.2,则设计点的要求电磁吸力为： Fo=KoFf0=1.2×65.58=78.696N 工作气隙值=3mm 电磁铁的初步设计： 3.1、决定铁心的尺寸： a)、决定铁心的截面积Sc： 线圈电压下限时工作气隙磁通密度： Bδm= = =0.718 U1----线圈电压下限值（V）,一般U1=0.85×UN; Bcm-----额定电压时铁心磁通密度，1.1----1.7T取：1.2T KN------线圈反电动势E与UN的比值，设计点在主触头刚接触位置，取0.94-----0.99,取：0.95 σ=(1.1-2)设计点漏磁系数，设计点在主触头刚接触位置，取σ=1.35 真空导磁率μ0=4π×10-7=1.257×10-6 (H/m) Sc== =3.838×10-4 m2 b)、确定铁心截面边长：(取ε=a/b=1；叠片系数Kc=0.9--0.95) a==≈20.314mm 取：a=20 mm 则：b=a=20 mm 3.2、计算线圈匝数N: N== = 2108.65匝 取2108匝 3.3、初算线圈磁势并确定线圈尺寸： a)、线圈磁势 ：非工作气隙δf=0.2×10-3 m IN=； K15=(1.65—2.5)取2 =+ Λδ== =9.649×10-6 Λf===2.412×10-6 ∑Λ== =1.608×10-6 IN= ==405.328 b)、线圈高度： 查《电器学》线圈厚度比值n=0.5―0.8 取n=0.6表6-5得：线圈导线的电阻率ρ110=2.37*10-8 Ω·m 表6-3得：线圈表面综合散热系数KT =10.99 W/m2·K ktc ---线圈填充系数，初步设计可取ktc = 0.5 查《电器学》图6-25选D21-0.5曲线