Влияние исходных данных проектирования на оптимальные соразмерности в симметричной двухкатушечной П-образной клапанной магнитной системе с цилиндрическими

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 318.3 ББК 31. 26
О А. НИКИТИНА, О.А. ПЕТРОВ, Н.В. РУССОВА, М Л. САВИН, Г П. СВИНЦОВ
ВЛИЯНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА ОПТИМАЛЬНЫЕ СОРАЗМЕРНОСТИ В СИММЕТРИЧНОЙ ДВУХКАТУШЕЧНОЙ П-ОБРАЗНОЙ КЛАПАННОЙ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЕ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ СЕРДЕЧНИКАМИ И ПОЛЮСНЫМИ НАКОНЕЧНИКАМИ*
Ключевые слова: магнитная система, моделирование, теория подобия и планирования эксперимента, параметрическая оптимизация, соразмерности, синтез. Рассмотрены алгоритм параметрического синтеза оптимальных соразмерностей в широко распространенной магнитной системе, результаты оптимизационных расчетов по различным частным критериям оптимальности и других исходных данных проектирования. Использованы математические модели нагрузочных характеристик, тепловых параметров, полученных экспериментально и обработанных методами теории подобия и планирования эксперимента. Установлено существенное влияние критериев качества на оптимальные соразмерности магнитной системы (МС). Например, МС, минимизированная по «высоте», получается «плоской» и удачно вписывающейся в конструкцию контактора на номинальные токи свыше 200−250 А. Абсолютные размеры магнитной системы могут изменяться в значительно большей степени (например, 4,3 мм & lt-A0s & lt-10,8 мм при температуре T0 = 40C и изменении допустимой температуры Тдоп от 105 до 165 °C. В меньшей степени изменяется кратность полюсного наконечника (от 1,69 до 1,75).
O. NIKITINA, O. PETROV, N. RUSSOVA, M. SAVIN, G. SVINTSOV INFLUENCE OF INITIAL DESIGN DATA ON OPTIMAL PROPORTIONALITY IN SYMMETRIC TWO-COIL U-SHAPED VALVE MAGNETIC SYSTEM WITH CYLINDRICAL CORE AND POLE TIPS
Key words: magnetic system, modelling, similarity theory and experiment planning, parametric optimization, proportionality, synthesis.
This article considers the algorithm ofparametric synthesis of optimal proportionality in widespread magnetic system, presenting the results of optimization calculations for various particular criteria of optimality and other initial design data. We used mathematic models of load characteristics, thermal parameters obtained experimentally and processed by methods offered by the similarity theory and experiment planning. We established a significant impact of quality criteria on the optimal proportionality of the magnetic system. For example, the magnetic system which is minimized by «height» becomes «flat» and fits well in the design of the contactor on rated currents of more than 200−250A. The absolute sizes of the magnetic system can be modified to a much greater extent (e.g., 4,3 mm & lt-A0s & lt-10,8 mm at the temperature of T0 = 40 °C and change of allowable temperature from 105 to 165°C). Multiplicity of the pole tip is changed in a smaller degree (from 1,69 to 1,75).
На основе симметричной двухкатушечной П-образной клапанной магнитной системы с цилиндрическими сердечниками и полюсными наконечниками (рис. 1) выполнены приводные электромагниты многих отечественных1 [8] и зарубежных2 серий коммутационных аппаратов. Существующие методики проектирования [1, 9 и др.] разработаны при существенных упрощениях топологии
* Исследование выполнено в рамках базовой части государственного задания Министерства образования и науки России.
1 Контакторы электромагнитные специальные. Обзорная информация. ТС-07 Аппараты низкого напряжения. М.: Информэлектро, 1981. 88 с.
2 Каталог Siemens LV1 03 2010. Коммутационные аппараты — контакторы и контакторные сборки.
магнитного и теплового полей в МС. В частности, в них не учтено, что в якорь 1 выходит магнитный поток Ф§, составляющий лишь часть [2] потока Фп, пронизывающего сечение сердечника, примыкающего к тыльной поверхности 3.1 полюсного наконечника 3. Сформулированные рекомендации справедливы при определенных значениях условно полезной работы (Ауп) и превышения (т) температуры (6) наружной поверхности 4.1 обмотки 4 над температурой (Т0) окружающей среды [9 и др.]. Без достаточного обоснования приходится выбирать коэффициент (Кт) теплопередачи в МС, кратность (Н0/А0) высоты (Н0) обмотки в долях ее толщины (А0). Отмеченные недостатки снижают достоверность результатов синтеза и приводят к необходимости дополнительного изготовления и испытания макетных образцов, увеличению финансовых и временных затрат на проектирование.
Упомянутые методики синтеза тем более не гарантируют оптимальности проектируемой МС. Такие методики [3, 4 и др.] построены также на упрощенных математических выражениях для расчета электромагнитного усилия, нагрева обмотки, не учитывают магнитное сопротивление ферромагнитных элементов МС.
Отмеченные выше недостатки известных методик синтеза могут быть в значительной мере устранены [5] при использовании в них математических моделей электромагнитных характеристик, полученных на основе экспериментальных исследований [7], организованных и обработанных методами теорий подобия и планирования эксперимента.
с цилиндрическими сердечниками и полюсными наконечниками:
1 — якорь, 2 — сердечник, 3 — полюсный наконечник, 4 — обмотки, 5 — ярмо, 6 — каркас
К исходным данным проектирования также относятся механическая характеристика, допустимая температура (Тдоп) нагрева обмотки, атмосферное давление, режим работы, кратности изменения напряжения источника питания, критерий оптимальности [1, 3, 4, 9].
В качестве частного критерия оптимальности нашли применение масса (Ма) активных материалов (суммарная масса обмоточной меди и ферромагнитной стали, используемой для исполнения элементов магнитной системы), габаритный объем (Кг), установочная площадь (?у), высота (Н) магнитной системы и ряд других [4, 5 и др. ]:
Ма = 2 п (йс + 2Дк + А0) А0Н0Кз -8,9 -103 + + 0,5 п[йс2 (С + Н 0 + 2 А0 + йс + 4 Д к) + й2ап ] - 7,8 -103-
Н = Н 0 + 2Д к + ап + а як + а яр- ?у = (С + йс + 2Д к + 2 А0) Ьр- Уг = ?уН.
В качестве основных соразмерностей в МС (рис. 1) принимаются [3−5]: относительные: зазор (5* = 5кр/йс), высота обмотки (Н* = Н0/йс), толщина намотки (А = А0/йс), межосевое расстояние сердечников (С = С/йс), диаметр (й* = йп/йс) полюсного наконечника. Остальные соразмерности принимаются на уровне характерных значений для конкретных типов магнитных систем. В нашем случае [1, 3, 4 и др. ]:
а*р = аяр / йс = 0,25, = Ьр / = п, а* = ап / йс = 0,2, Д*к = Дк / йс = 0,1,
а*к = аяк / йс = 0,25, Ь* = Ьяк / йс = п.
Тепловые параметры (среднеповерхностная, среднеобъемная, максимальная в толще обмоток температуры, эквивалентный коэффициент теплопередачи, приведенный к площади геометрической поверхности катушки) получены [6] раздельным учетом теплопередачи конвекцией и лучеиспусканием, неравномерности распределения температурного поля в толще обмотки.
Для определения геометрических соразмерностей МС, обеспечивающих минимум критериев оптимальности, выбран метод сканирования с переменным шагом [6].
Разработан алгоритм (рис. 2) оптимизации симметричной двухкатушеч-ной П-образной клапанной МС, который сводится к последовательности вычислительных действий:
1. Вводятся исходные данные проектирования («критический» рабочий воздушный зазор (5кр) в МС- противодействующее усилие (Рмх. кр) — температура (Го) окружающего воздуха и его давление (Ратм) — температура Гдоп- коэффициент заполнения (Кз) обмоточного окна, отношение максимального напряжения сети к напряжению срабатывания (ктах = кикз. иср).
Критерию оптимальности присваивается первоначальное (большое) значение (в программе Ма = 1010 кг- Н = 1010 м- Уг = 1010 м3- ?у = 1010 м² и т. д.).
2. Во вложенных циклах с определенным шагом (Я,) перебираются геометрические соразмерности, при этом во внешнем цикле изменяется индукция В0 (в сечении ярма, лежащем в поперечной плоскости симметрии МС). Внутри тела цикла в зависимости от текущего значения В0 решается (с предварительной проверкой существования решения) система уравнений электромагнитной силы и нагрева относительно 5*, А*.
3. Рассчитывается МДС срабатывания.
4. Проверяется условие размещения обмоток в окне магнитопровода (при неразмещении переменной Н* присваивается очередное значение).
5. Вычисляется критерий оптимальности (М) и сравнивается с минимальным текущим его значением. Если очередной вариант имеет меньшее значение, то он запоминается в качестве оптимального варианта. Проводится перебор всех узловых точек факторного пространства.
6. «Очерчивается» область глобального минимума расширением на шаг «влево» и шаг «вправо» от точки предварительно определенного минимума. Осуществляется повторное сканирование (п.п. 2−5) с уменьшенным шагом.
7. Организуется вывод исходных данных, результатов оптимизации.
Рис. 2. Блок-схема алгоритма синтеза оптимальных симметричных двухкатушечных П-образных клапанных магнитных систем с цилиндрическими сердечниками и полюсными наконечниками
Результаты оптимизационных расчетов соразмерностей в МС приводного электромагнита, работающего в длительном режиме при атмосферном давлении 400 мм. рт. ст., Атах = 1,36, Кз = 0,4, сведены в табл. 1 и 2. Нижние индексы т, V, 5, Н при переменных 5*, Н*, А*, С*, с1*р обозначают критерий оптимизации, в
соответствии с которым рассчитаны основные соразмерности в МС.
Таблица 1
Результаты оптимизационного расчета магнитной системы при 8Кр = 4,82−10−3 м, Рмх. кр = 7,8 Н
а) в относительном виде
7о,°С Т °С *доп'- ^ 8 т 8* И * т И* И* И*
40 105 0,27 0,27 0,25 0,22 2,00 2,05 4,12 1,25
120 0,27 0,27 0,25 0,23 1,96 1,97 3,83 1,25
135 0,27 0,27 0,25 0,24 1,92 1,90 3,56 1,25
150 0,27 0,28 0,25 0,25 1,88 1,83 3,30 1,25
165 0,27 0,28 0,25 0,26 1,84 1,76 3,06 1,25
55 105 0,27 0,27 0,25 0,21 2,09 2,24 4,26 1,25
120 0,27 0,27 0,25 0,22 2,05 2,10 4,03 1,25
135 0,27 0,27 0,25 0,23 2,00 1,96 3,82 1,25
150 0,27 0,28 0,25 0,24 1,96 1,83 3,61 1,25
165 0,27 0,28 0,25 0,25 1,92 1,70 3,41 1,25
85 105 0,27 0,27 0,25 0,19 2,28 2,68 4,55 1,25
120 0,27 0,27 0,25 0,20 2,23 2,37 4,46 1,25
135 0,27 0,27 0,25 0,21 2,19 2,09 4,37 1,25
150 0,27 0,28 0,25 0,22 2,14 1,83 4,28 1,25
165 0,27 0,28 0,25 0,23 2,10 1,60 4,20 1,25

ГоХ Т °С *доп'- ^ А* * А* А* л* А* * С т * С* * С * * С*
40 105 0,73 0,83 0,56 0,75 2,77 2,76 2,50 3,30
120 0,77 0,83 0,44 0,75 2,78 2,76 2,50 3,44
135 0,81 0,83 0,35 0,75 2,83 2,76 2,50 3,50
150 0,86 0,83 0,28 0,75 2,90 2,76 2,50 3,48
165 0,90 0,84 0,23 0,75 2,99 2,76 2,50 3,38
55 105 0,83 0,71 0,60 0,75 272 2,77 2,50 3,40
120 0,85 0,73 0,51 0,75 2,67 2,77 2,50 3,54
135 0,88 0,75 0,44 0,75 2,65 2,77 2,50 3,60
150 0,91 0,77 0,38 0,75 2,64 2,77 2,50 3,58
165 0,94 0,79 0,34 0,75 2,66 2,77 2,50 3,48
85 105 1,25 0,50 0,69 0,75 3,23 2,79 2,50 4,47
120 1,24 0,55 0,67 0,75 3,02 2,79 2,50 4,63
135 1,23 0,60 0,67 0,75 2,85 2,79 2,50 4,70
150 1,23 0,65 0,68 0,75 2,70 2,79 2,50 4,67
165 1,22 0,71 0,71 0,75 2,58 2,79 2,50 4,56
Тъ°с Т °С 1 доп'- ^ а * а рт, а рУ, а * а р$ арЪ
40 105 1,73 1,75 1,65 1,69
120 1,72 1,75 1,62 1,69
135 1,70 1,75 1,60 1,69
150 1,69 1,75 1,59 1,69
165 1,69 1,75 1,60 1,69
55 105 1,71 1,75 1,69 1,69
120 1,70 1,75 1,67 1,69
135 1,69 1,75 1,65 1,69
150 1,68 1,75 1,65 1,69
165 1,68 1,75 1,65 1,69
85 105 1,72 1,75 1,79 1,69
120 1,73 1,75 1,77 1,69
135 1,72 1,75 1,75 1,69
150 1,72 1,75 1,75 1,69
165 1,72 1,75 1,75 1,69
б) в размерных единицах, мм
7о,°С Т °С 1доп'- ^ йеш йеУ йеЪ Н 0ш Н 0У Н 0* Н 0Ъ
40 105 17,9 18,2 19,3 22,0 35,7 37,2 79,4 27,5
120 17,9 17,9 19,3 21,0 35,0 35,2 73,8 26,3
135 17,9 17,6 19,3 20,1 34,3 33,3 68,6 25,1
150 17,9 17,3 19,3 19,2 33,5 31,5 63,6 24,1
165 17,9 17,0 19,3 18,4 32,8 29,8 58,9 23,0
55 105 17,9 18,2 19,3 22,9 37,3 40,7 82,1 28,6
120 17,9 17,9 19,3 21,9 36,6 37,5 77,7 27,4
135 17,9 17,6 19,3 20,9 35,8 34,4 73,5 26,2
150 17,9 17,3 19,3 20,0 35,1 31,6 69,5 25,1
165 17,9 17,0 19,3 19,2 34,4 28,9 65,7 24,0
85 105 17,9 18,2 19,3 24,9 40,7 48,6 87,7 31,2
120 17,9 17,9 19,3 23,8 39,9 42,3 85,9 29,8
135 17,9 17,6 19,3 22,8 39,1 36,7 84,2 28,4
150 17,9 17,3 19,3 21,8 38,3 31,7 82,5 27,2
165 17,9 17,0 19,3 20,8 37,6 27,2 80,9 26,0

ТоХ Т °С *доп'- ^ А0ш Ау, А * А0Ъ сш Су с* Съ
40 105 13,1 15,1 10,8 16,4 49,4 50,0 48,2 72,5
120 13,8 14,8 8,5 15,7 49,7 49,2 48,2 72,2
135 14,5 14,6 6,7 15,0 50,5 48,4 48,2 70,3
150 15,3 14,4 5,4 14,4 51,8 47,6 48,2 66,9
165 16,1 14,2 4,3 13,8 53,5 46,8 48,2 62,3
55 105 14,8 12,8 11,6 17,1 48,7 50,2 48,2 77,8
120 15,3 13,0 10,0 16,3 47,8 49,4 48,2 77,4
135 15,8 13,1 8,5 15,6 47,3 48,5 48,2 75,3
150 16,3 13,3 7,4 15,0 47,3 47,7 48,2 71,7
165 16,8 13,5 6,6 14,3 47,6 47,0 48,2 66,7
85 105 22,3 9,1 13,3 18,6 57,7 50,6 48,2 111
120 22,2 9,8 13,0 17,8 54,0 49,7 48,2 110
135 22,1 10,5 13,0 17,0 50,9 48,9 48,2 107
150 21,9 11,3 13,2 16,2 48,3 48,1 48,2 102
165 21,8 12,1 13,6 15,5 46,2 47,3 48,2 94,9
Т0,°С Т °С 1 доп'- ^ й рш й ру й р* йрЪ
40 105 30,9 31,8 31,7 37,1
120 30,7 31,2 31,2 35,5
135 30,5 30,7 30,9 34,0
150 30,3 30,2 30,7 32,5
165 30,2 29,7 30,8 31,1
55 105 30,6 31,8 32,7 38,7
120 30,4 31,2 32,1 37,0
135 30,2 30,7 31,8 35,4
150 30,1 30,2 31,7 33,8
165 30,0 29,7 31,8 32,4
85 105 31,0 31,8 34,5 42,1
120 30,9 31,2 34,0 40,2
135 30,8 30,7 33,8 38,4
150 30,8 30,2 33,7 36,7
165 30,8 29,7 33,8 35,1
Таблица 2
Результаты оптимизационного расчета магнитной системы при 8Кр = 7,82−10−3 м, Рмх. кр = 39 Н
а) в относительном виде
7о,°С Т °С *доп'- ^ 8 т 8* И * т И* И* И*
40 105 0,33 0,29 0,32 0,23 3,04 2,09 3,54 1,25
120 0,33 0,29 0,32 0,24 2,86 2,01 3,33 1,25
135 0,33 0,30 0,32 0,25 2,70 1,93 3,13 1,25
150 0,33 0,30 0,32 0,26 2,54 1,86 2,93 1,25
165 0,33 0,31 0,32 0,27 2,39 1,79 2,75 1,25
55 105 0,33 0,29 0,32 0,22 3,16 2,35 3,75 1,25
120 0,33 0,29 0,32 0,23 2,98 2,20 3,54 1,25
135 0,33 0,30 0,32 0,24 2,81 2,06 3,45 1,25
150 0,33 0,30 0,32 0,25 2,65 1,92 3,16 1,25
165 0,33 0,31 0,32 0,26 0,50 1,79 2,98 1,25
85 105 0,33 0,29 0,32 0,20 3,42 2,95 4,18 1,25
120 0,33 0,29 0,32 0,21 3,23 2,62 4,00 1,25
135 0,33 0,30 0,32 0,22 3,02 2,32 3,82 1,25
150 0,33 0,30 0,32 0,23 2,88 2,04 3,64 1,25
165 0,33 0,31 0,32 0,24 2,71 1,79 3,47 1,25

ГоХ Т °С *доп'- ^ А* * А* А* л* А* * С т * С * * С * * С*
40 105 0,60 0,76 0,55 0,72 3,43 2,80 2,50 3,64
120 0,53 0,72 0,47 0,72 3,38 2,80 2,50 3,70
135 0,47 0,68 0,40 0,72 3,34 2,80 2,50 3,68
150 0,42 0,64 0,35 0,72 3,34 2,80 2,50 3,59
165 0,37 0,60 0,31 0,72 3,36 2,80 2,50 3,41
55 105 0,62 0,78 0,59 0,72 3,31 2,83 2,50 3,54
120 0,57 0,74 0,52 0,72 3,25 2,83 2,50 3,60
135 0,53 0,71 0,46 0,72 3,22 2,83 2,50 3,58
150 0,48 0,67 0,42 0,72 3,22 2,83 2,50 4,49
165 0,44 0,64 0,39 0,72 3,24 2,83 2,50 3,31
85 105 0,83 0,83 0,68 0,72 3,69 2,87 2,50 4,19
120 0,81 0,80 0,64 0,72 3,63 2,87 2,50 4,25
135 0,80 0,77 0,61 0,72 3,61 2,87 2,50 4,23
150 0,78 0,75 0,59 0,72 3,61 2,87 2,50 4,13
165 0,77 0,72 0,58 0,72 3,64 2,87 2,50 3,94
Т),°с Т °С 1 доп'- ^ а * а рт, а рУ, а * а р$ арЪ
40 105 1,73 1,75 1,67 1,69
120 1,73 1,75 1,64 1,69
135 1,72 1,75 1,61 1,69
150 1,72 1,75 1,60 1,69
165 1,72 1,75 1,59 1,69
55 105 1,72 1,75 1,71 1,69
120 1,71 1,75 1,67 1,69
135 1,71 1,75 1,64 1,69
150 1,71 1,75 1,62 1,69
165 1,71 1,75 1,61 1,69
85 105 1,74 1,75 1,79 1,69
120 1,74 1,75 1,74 1,69
135 1,74 1,75 1,70 1,69
150 1,75 1,75 1,67 1,69
165 1,75 1,75 1,65 1,69
б) в размерных единицах, мм
Г0,°С Т °С 1доп'- ^ст ?с?сЪ Н 0 т Н 0У Н Н 0Ъ
40 105 24,0 27,5 24,8 34,8 73,0 57,3 88,0 43,5
120 24,0 27,0 24,8 33,3 68,9 54,2 82,7 41,7
135 24,0 26,6 24,8 31,9 64,9 51,4 77,6 39,9
150 24,0 26,1 24,8 30,5 61,2 48,6 72,8 38,2
165 24,0 25,7 24,8 29,3 57,6 46,0 68,2 36,6
55 105 24,0 27,5 24,8 36,3 75,9 64,5 93,0 45,4
120 24,0 27,0 24,8 34,7 71,7 59,4 87,9 43,4
135 24,0 26,6 24,8 33,2 67,6 54,6 83,0 41,5
150 24,0 26,1 24,8 31,8 63,8 50,2 78,4 39,7
165 24,0 25,7 24,8 30,4 60,0 46,0 73,9 38,1
85 105 24,0 27,5 24,8 39,5 82,1 81,0 104 49,4
120 24,0 27,0 24,8 37,7 77,6 70,7 99,2 47,2
135 24,0 26,6 24,8 36,1 73,3 61,5 94,7 45,1
150 24,0 26,1 24,8 34,5 69,2 53,3 90,4 43,1
165 24,0 25,7 24,8 33,0 65,2 46,0 86,0 41,2
Тс,°С Т °С 1 доп'- ^ А0т Ау, А, А0Ъ ст Су Сй
40 105 14,4 20,8 13,7 25,1 82,6 77,0 62,1 127
120 12,8 19,3 11,6 24,0 81,2 75,7 62,1 123
135 11,4 18,0 10,0 23,0 80,4 74,5 62,1 118
150 10,0 16,7 8,8 22,0 80,3 73,3 62,1 110
165 8,8 15,5 7,8 21,1 80,8 72,1 62,1 100
55 105 15,0 21,4 14,7 26,2 79,5 77,5 62,1 129
120 13,8 20,0 12,9 25,0 78,2 76,3 62,1 125
135 12,7 18,8 11,5 23,9 77,5 75,0 62,1 119
150 11,6 17,6 10,5 22,9 77,4 73,8 62,1 111
165 10,6 16,5 9,7 21,9 78,0 72,6 62,1 101
85 105 19,9 22,6 16,8 28,5 88,6 78,7 62,1 165
120 19,5 21,5 15,8 27,2 87,3 77,4 62,1 160
135 19,1 20,5 15,1 26,0 86,7 76,2 62,1 153
150 18,8 19,5 14,7 24,9 86,7 749 62,1 142
165 18,4 18,5 14,5 23,8 87,4 73,7 62,1 130
Тс,°С Т °С 1доп'- ^ ^ рт ^ рУ ^ рх ^ рЪ
40 105 41,7 48,0 41,5 58,8
120 41,5 47,3 40,6 56,3
135 41,4 46,5 40,0 53,8
150 41,3 45,7 39,6 51,6
165 41,3 45,0 39,5 49,4
55 105 41,2 48,0 42,4 61,3
120 41,1 47,3 41,5 58,6
135 41,1 46,5 40,7 56,1
150 41,1 45,7 40,3 53,7
165 41,1 45,0 40,0 51,4
85 105 41,8 48,0 44,4 66,7
120 41,8 47,3 43,2 63,7
135 41,9 46,5 42,2 60,9
150 41,9 45,7 41,5 58,2
165 42,1 45,0 41,1 55,7
Как следует из данных табл. 1 и 2, оптимальный рабочий зазор (диаметр сердечника) Ь*т, 5*, оптимальная относительная высота и толщина обмоток
Н*, А*, оптимальное относительное расстояние С * между осями сердечников,
^ ^ I* I*
оптимальным относительным диаметр полюсного наконечника ару, ар* не зависят от температуры окружающего воздуха и допустимой температуры нагрева обмоток- при этом Н*, С*, с1*ру, О** не зависят и от 5кр, /& gt-мх. кр. При прочих равных условиях, как правило, наибольший оптимальный диаметр сердечника имеет МС, оптимизированная по ее высоте. Наибольшее влияние критерии оптимальности оказывают на относительную высоту и толщину обмотки. Таким образом, можно утверждать, что наибольшее влияние критерии оптимальности оказывают на размеры (Ос, Н0, А0) ядра электромагнитной системы.
Выводы. 1. На оптимальные соразмерности в П-образной симметричной двухкатушечной клапанной магнитной системе оказывает влияние критерий качества. На относительные зазор, высоту обмотки, межосевое расстояние (за исключением С*) наибольшее влияние оказывают установочная площадь и высота магнитной системы. В наиболее узком диапазоне от 1,69 до 1,75 изменяются относительный диаметр полюсного наконечника Ор. Абсолютные размеры магнитной системы могут изменяться в значительно большей степени (например, 4,3 & lt- А0* & lt- 10,8 мм при температуре Т0 = 40 °C и изменении допустимой температуры Тдоп от 105 до 165°С).
С ростом условно полезной работы (5кр-. Рмх. кр) увеличиваются все оптимальные абсолютные геометрические размеры даже при неизменных относительных значениях, например Н **.
2. При проектировании контакторов на номинальные токи 160 А и выше «конструктивно» удачно вписывается магнитная система, минимизированная по критерию «высота магнитной системы».
Литература
1. Гордон А. В., Сливинская А. Г. Электромагниты постоянного тока. М.- Л.: ГЭИ, 1960.
447 с.
2. Кадыков В. К., Руссова Н. В., Свинцов Г. П., Сизов А. В. Обобщенные экспериментальные зависимости потокораспределения и магнитодвижущей силы в клапанных электромагнитных системах постоянного тока с круглыми полюсными наконечниками // Электротехника. 2007. № 4. С. 41−47.
3. Любчик М. А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока (расчет и элементы проектирования). М.: Энергия, 1968. 152 с.
4. Никитенко А. Г. Проектирование оптимальных электромагнитных механизмов. М.: Энергия, 1974. 136 с.
5. Руссова Н. В. Синтез оптимальных симметричных П-образных двухкатушечных электромагнитов с цилиндрическими сердечниками // Известия вузов. Электромеханика. 2002. № 3. С. 30−34.
6. Руссова Н. В., Свинцов Г. П. Моделирование и синтез П-образных электромагнитов постоянного тока и напряжения. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2003. 228 с.
7. Руссова Н. В., Свинцов Г. П. Экспериментальные обобщенные электромагнитные характеристики П-образных двухкатушечных электромагнитов постоянного тока с внешним прямо-ходовым якорем // Известия вузов. Электромеханика. 1998. № 5. С. 5−6.
8. Свинцов Г. П. Электромагнитные контакторы и пускатели / Чуваш. ун-т. Чебоксары, 1998. 260 с.
9. Софронов Ю. В., Свинцов Г. П., Николаев Н. Н. Проектирование электромеханических аппаратов автоматики. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1988. 88 с.
References
1. Gordon A.V., Slivinskaya A.G. Elektromagnity postoyannogo toka [Electromagnets DC]. Moscow, Leningrad, GEI Publ., 1960. 447 p.
2. Kadykov V.K., Russova N.V., Svintsov G.P., Sizov A.V. Obobshchennye eksperimental'-nye zavisimosti potokoraspredeleniya i magnitodvizhushchei sily v klapannykh elektromagnitnykh siste-makh postoyannogo toka s kruglymi polyusnymi nakonechnikami [Generalized experimental dependences of the flow distribution and the magnetomotive force in the solenoid valve direct current systems with circular pole pieces]. Elektrotekhnika [Electrical Engineering], 2007, no. 4, pp. 41−47.
3. Lyubchik M.A. Silovye elektromagnity apparatov i ustroistv avtomatiki postoyannogo toka (raschet i elementy proektirovaniya) [Power electromagnets devices and devices for automatic DC (calculation and design elements)]. Moscow, Energiya Publ., 1968. 152 p.
4. Nikitenko A.G. Proektirovanie optimal'-nykh elektromagnitnykh mekhanizmov [Designing optimal electromagnetic mechanisms]. Moscow, Energiya Publ., 1974. 136 p.
5. Russova N.V. Sintez optimal'-nykh simmetrichnykh P-obraznykh dvukhkatushechnykh elek-tromagnitov s tsilindricheskimi serdechnikami [Synthesis of optimal symmetric U-shaped electromagnets dvuhkatushechnyh cylindrical cores]. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika [Proceedings of the universities. Electromechanics], 2002, no. 3. pp. 30−34.
6. Russova N.V., Svintsov G.P. Modelirovanie i sintez P-obraznykh elektromagnitov postoyan-nogo toka i napryazheniya [Modeling and synthesis U-shaped electromagnets and DC voltage]. Cheboksary, Chuvash State University Publ., 2003. 228 p.
7. Russova N.V., Svintsov G.P. Eksperimental'-nye obobshchennye elektromagnitnye kharakte-ristiki P-obraznykh dvukhkatushechnykh elektromagnitov postoyannogo toka s vneshnim pryamokho-dovym yakorem [Experimental generalized electromagnetic characteristics of the U-shaped electromagnets dvuhkatushechnyh DC external anchor a forward]. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika [Proceedings of the universities. Electromechanics], 1998, no. 5, pp. 5−6.
8. Svintsov G.P. Elektromagnitnye kontaktory i puskateli [Electromagnetic contactors and starters]. Cheboksary, Chuvash State University Publ., 1998. 260 p.
9. Sofronov Yu.V., Svintsov G.P., Nikolaev N.N. Proektirovanie elektromekhanicheskikh apparatov avtomatiki [Design automation of electromechanical devices]. Cheboksary, Chuvash State University Publ., 1988. 88 p.
НИКИТИНА ОЛЕСЯ АЛЕКСЕЕВНА — магистрант кафедры электрических и электронных аппаратов, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары.
NIKITINA OLESYA — master'-s program student of Electric and Electronic Vehicles Chair, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
ПЕТРОВ ОЛЕГ АЛЕКСАНДРОВИЧ — аспирант кафедры электрических и электронных аппаратов, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары.
PETROV OLEG — post-graduate student of Electric and Electronic Vehicles Chair, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
РУССОВА НАТАЛИЯ ВАЛЕРЬЕВНА — кандидат технических наук, начальник научно-исследовательской части, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары.
RUSSOVA NATALIYA — candidate of technical sciences, chief of a Research and Development Part, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
САВИН МАКСИМ ЛЕОНИДОВИЧ — заместитель начальника отдела, Мытищинский научно-исследовательский институт радиоизмерительных приборов, Россия, Мытищи.
SAVIN MAKSIM — deputy head of department, Mytishchi Research Institute Radio Measuring Instruments, Russia, Mytishchi.
СВИНЦОВ ГЕННАДИИ ПЕТРОВИЧ — доктор технических наук, профессор кафедры электрических и электронных аппаратов, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (eea_chuvsu@mail. ru).
SVINTSOV GENNADIY — doctor of technical sciences, professor of Electric and Electronic Vehicles Chair, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой