Розрахунок та технічні характеристики електромагнітного реле
Курсовий проект на тему:
«Розрахунок та технічні характеристики електромагнітного реле»
Зміст
Введення
1. Технічне завдання
2. Технічні характеристики пристрою
3. Розрахунок електромагнітного реле
4. Розрахунок і побудова криві намагнічування магнітної системи
5. Визначення мінімального числа амперів-витків спрацьовування
6. Розрахунок і побудова тягової характеристики
7. Розрахунок обмотувальних параметрів реле
Висновок
Список літератури
Введення
Електромеханічні елементи (поряд з електромагнітними) є найбільш старими електричними елементами автоматики. Проте, видозмінюючись і вдосконалюючись, вони успішно конкурують із відносно новими магнітними елементами.
Електромагніт - найбільш простий перетворювач електричного сигналу в механічне зусилля й переміщення. Вхідний електричний сигнал подається на обмотку електромагніта, що притягає рухливу частину, називану якорем.
По роду струму в обмотці розрізняють електромагніти постійний і змінний токи. Електромагніти постійного струму підрозділяють на нейтральні й поляризовані. Нейтральні притягають якір при будь-якій полярності струму в обмотці. У поляризованих електромагнітах напрямок зусилля, що діє на якір, змінюється при зміні полярності струму в обмотці.
Часто електромагніти є приводними (тяговими) і служать для переміщення таких виконавчих пристроїв, як клапани, заслінки й т.п. Однак найбільше поширення одержали електромагніти, постачені контактною системою - електромагнітні реле.
Електромагнітні реле є одним з розповсюджених елементів багатьох систем автоматики, і випускається понад 200 типів тільки реле постійного струму.
Реле призначено для виконання логічних операцій і безпосереднього керування силовими навантаженнями невеликої потужності, установлюються в низьковольтних комплектних пристроях керування промисловими об'єктами, а також у пристроях торговельної, медичної й подібної техніки. По величині споживаної при спрацьовуванні потужності реле можна підрозділити на високочутливі (до 10 мВт) і слабкострумові нормальної чутливості (до 1-5 Вт).
Реле можна розділити по тимчасових параметрах на нормальні, швидкодіючі й уповільнені, так звані реле часу.
До електромагнітного реле висувають різноманітні вимоги, які не завжди вдається задовольнити в одній конструкції. Насамперед задаються вимоги чутливості й потужності. Часто реле повинні мати малі габарити, велика кількість перемикаємих ланцюгів (контактів), мати більший строк служби й достатньою надійністю роботи в умовах вібрації, при різких коливаннях температури й вологості, малим часом спрацьовування й відпускання, а іноді й значною витримкою часу при спрацьовуванні або відпусканні.
Як засоби автоматизації у всіх галузях промисловості широке застосування знаходять електромагнітні елементи автоматики, значну частку яких становлять різні електромагнітні механізми. У зв'язку із цим знання теорії, практики розрахунку й основ оптимального проектування останніх є необхідним для інженерів різних спеціальностей, особливо інженерів-електриків і інженерів-електромеханіків.
Застосування електромагнітних реле в радіоелектронній апаратурі пред'являє ряд істотних вимог до технічної документації, до літератури й, в остаточному підсумку, до знань розроблювачів апаратури. Оптимальне задоволення цих вимог дозволяє зменшити масу й габарити, знизити вартість, підвищити стійкість до зовнішніх дестабілізуючих факторів, надійність і довговічність радіоелектронної апаратури.
1. Технічне завдання
На курсове проектування за курсом:
«Елементи й пристрої автоматики й систем керування»
Завдання: «Розрахунок електромагнітного реле постійного струму типу РС52»
Вихідні дані:
Uпит = 24 У;
Матеріал: сталь електротехнічна марки Е відпалена;
Контакти: 2 розімкнутих, 2 замкнутих.
Розрахунково-пояснювальна записка повинна містити:
введення, технічні умови на пристрій;
розрахунок магнітного ланцюга;
розрахунок і побудова криві намагнічування магнітної системи;
визначення мінімального числа ампер витків спрацьовування;
розрахунок і побудова тягової характеристики;
розрахунок обмотки.
2. Технічні характеристики реле РС52
Реле РС52 - відкрите, одностабільне, із двома контактними групами, зі сполученням спорогенезів, замикаючих і перемикаючих контактів, призначено для комутації електричних кіл постійний і змінний токи частотою до 400 Гц.
Реле РС52 відповідає вимогам ДЕРЖСТАНДАРТ 16121-86 і технічним умовам КЩО-450-017ТУ.
Умови експлуатації
Температура навколишнього середовища від - 60 до + 70 (C.
Циклічний вплив температур -60 і +70 (C.
Підвищена відносна вологість до 98 % при температурі +20 (C.
Атмосферний тиск від 2´103 до 106´103 Па.
Синусоїдальна вібрація (віброміцність і вібростійкість) у діапазоні частот від 5 до 80 Гц – із прискоренням не більше 100 м/с2.
Ударна міцність
При багаторазових ударах із прискоренням не більше 1500 м/с2 – 250 ударів, із прискоренням не більше 750 м/с2 – 4000 ударів.
Постійно діючі лінійні прискорення не більше 200 м/с2.
Технічні характеристики
Струм харчування - постійний.
Опір ізоляції між струмоведучими елементами, між струмоведучими елементами й корпусом, Мом, не менш:
- у нормальних кліматичних умовах (обмотки знеструмлені) 200
- в умовах підвищеної вологості 10
- при максимальній температурі (після витримки обмотки під робочою напругою) 200
Іспитова змінна напруга, В:
між струмоведучими елементами, між струмоведучими елементами й корпусом:
- у нормальних кліматичних умовах 900
- в умовах підвищеної вологості 500
- при зниженому атмосферному тиску 250
між ізольованими обмотками:
- у нормальних кліматичних умовах 500
- в умовах підвищеної вологості 300
- при зниженому атмосферному тиску 250
Опір електричного контакту в стадії поставки 0,5 Ом, у процесі експлуатації й зберігання 2 Ом. Маса реле не більше 110 р.
3. Розрахунок електромагнітного реле
Розрахунок провідності робочого зазору
Розрахунок магнітного ланцюга зводиться до обчислення магнітної провідності робочих і неробочого повітряних зазорів, провідності витоку, коефіцієнта розсіювання потоку й похідної провідності робочого зазору для декількох положень якоря.
Малюнок 1 - ескіз повітряних зазорів
Вихідні дані:
Ширина полюсного наконечника d=0,017м;
Товщина полюсного наконечника c=0,00005 м.
Відстань від осі обертання якоря до осі симетрії сердечника магнітної системи R0=0,01425 м.
5. товщина немагнітної прокладки =0.001 м;
6. товщина скоби a=0,003 м;
Розрахункова формула для провідності має вигляд:
,(3.1.1)
де:( - величина робочого повітряного зазору;
h0 =4p×10-7 Гн/м - магнітна постійна;
К - коефіцієнт, що враховує нерівномірність магнітного поля
, r=2R0/d=1,68
де Rр – магнітний опір робочого повітряного зазору, Гн-1.
Потім розрахуємо магнітний опір робочого повітряного зазору Rр по формулі:
; (3.1.2)
Похідна магнітної провідності має вигляд:
.(3.1.3)
Обчислення магнітної провідності виробляються для трьох значень робочих повітряних зазорів: d1=0,5×10-3 м; d2=1×10-3 м; d3=1,5×10-3 м.
Отримані значення магнітної провідності й похідній магнітної провідності зводимо в табл. 1.
при др1= 0,5 ·10-3м:
при др2=1,0 ·10-3м:
при др3=1,5 ·10-3м:
Таблиця 1 - Значення магнітної провідності й похідній магнітної провідності.
|
dp×10-3, м |
0,5 |
1,0 |
1.5 |
|
Gp×10-7, Гн |
7,305 |
3,98 |
2,82 |
|
Rp×10-7 , Гн-1 |
0.1369 |
0.2513 |
0.355 |
|
×10-4, Гн/м |
12.98 |
3.419 |
1.572 |
Побудуємо графік залежності Gp=f(dp) Малюнок 2
Розрахунок магнітної провідності неробочого зазору
Розрахуємо магнітну провідність неробочого повітряного зазору, що перебуває між прямокутним якорем, розташованим під кутом, і прямокутною скобою. При цьому приймаємо наступні допущення:
зазор утворений двома паралельними площинами;
крайові потоки дорівнюють нулю й магнітній провідності визначається по спрощеній формулі:
,(3.2.1)
гдеGн- магнітна провідність неробочого зазору, Гн;
Sн- площа неробочого зазору, м2;
дн-н- величина неробочого зазору, м;
значення неробочого зазору визначається посередині скоби магнітної системи.
Вихідні дані:
товщина скоби a = 0.003 м;
ширина скоби b = 0,0155 м;
постійна частина неробочого повітряного зазору Д = 0,00005 м.
Неробочий зазор складається із частини, що змінюється, залежної від величини робочого зазору й постійної частини, обумовленою немагнітною прокладкою: (3.2.2)
де дн'- частина, що змінюється, неробочого зазору, м.
(3.2.3)
Відповідно до прийнятих значень робочого повітряного зазору розрахуємо значення неробочого повітряного зазору по (3.2.2), його магнітну провідність по (3.2.1) і магнітний опір по (3.1.2).
при др1=0,5 ·10-3м:
.
при др2=1,0 ·10-3м:
.
при др3=1,5 ·10-3м:
.
Результати розрахунків наведені в таблиці 2:
Таблиця 2
|
dp×10-3,м |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
|
d’нз×10-3,м |
0,1026 |
0,1553 |
0,2079 |
|
Gн×10-7, Гн |
5,69 |
3,761 |
2,809 |
|
Rн×107, Гн |
0,176 |
0,2659 |
0,356 |
Страницы: 1, 2
