Характеристики электротехнической стали марки 20880

Подставляя значение индукции насыщения в формулу (6.66), вычисляем значение минимальных площадей сечения элементов S_min конструкции магнитопровода:

мм².

6. По формуле (6.68) рассчитывается рабочая МДС проектируемого реле:

(IN)¢_р= 1,86×36 67 A.

7. По формуле (6.69), принимая среднюю плотность тока в обмотке j = 3×10⁶ A/м² (при длительном функционировании реле), а величину коэффициента заполнения окна обмотки к_м = 0,35, рассчитываем продольное сечение окна обмотки S_м:

м² = 180,5 мм².

8. По формуле (6.71), в которой длина обмотки L_o = 20 мм, определяем высоту обмотки H:

мм.

9. На основании полученных значений минимальной площади сечения элементов S_min магнитопровода, высоты обмотки H и ее длины L_о, воспользовавшись эскизом реле, приведенным на рис. 6.29, а, определяем основные геометрические размеры ко­н­­­струкции реле, необходимые для дальнейших расчетов.

Основными геометрическими размерами ко­н­­­струкции реле, необходимыми для расчета магнитных проводимостей участков магнитной цепи реле, согласно таблице 6.6, а, являются следующие:

d_выв= 0,6×10^–3 м – диаметр вывода геркона;

d_о= 0,64×10^–3 м – диаметр отверстия 3;

l_с; d_с– длина и диаметр сердечника 6, соответственно, м;

h_фи d_ф– толщина и диаметр фланца 7, м;

d_гр= 3×10^–3 м – диаметр баллона геркона.

Диаметр сердечника мм.

С целью уменьшения магнитного сопротивления сердечника выбираем пруток из стали марки 20880 с диаметром d_с= 1,5 мм. Длину сердечника l_спринимаем равной длине колбы геркона 20 мм.

Диаметр фланца d_ф рассчитываем по формуле

d_ф = 2H + d_c+ d_гр= 2×9 + 1,5 + 3 22,5 мм.

Оцениваем толщину листа фланца h_фпо формуле

мм.

Для изготовления фланца используем лист толщиной h_ф= 0,9 мм из стали марки 20880.

После определения длин участков магнитной системы, геометрических размеров их поперечных сечений, необходимых для расчетов, по формулам, приведенным в таблице 6.6, а, рассчитываем магнитные сопротивления участ­ков магнитной цепи реле R_мi.

Магнитное сопротивление сердечника 6:

Магнитное сопротивление фер­ро­магнитного контакта 4:

Магнитное сопротивление фланцев 7:

Магнитное сопротивление паразитного воздушного зазора 3:

Используя рассчитанные значения магнитных сопротивлений, находим суммарную магнитную проводимость G_ст стального участка магнитопро­вода:

Г.

Для определения магнитной проводимости путей рассеяния G_ст предварительно рассчитываем величину коэффициента k:

.

Величина магнитной проводимости путей рассеяния:

Г.

Магнитная проводимость раствора контактов-деталей:

Г.

По формуле (6.72) рассчитывается коэффициент магнитной проводимости магнитопровода:

.

Величина коэффициента k_ст= 2, что гарантирует оптимальную МДС срабатывания реле.

Далее по формуле (6.73), где k = 2×10^–2, рассчитываем коэффициент магнитной проводимости путей рассеяния:

0,06.

13. По формуле (6.78) рассчитываем МДС отпускания реле

14. По формуле (6.79) рассчитывается коэффициент возврата реле:

.

15. Определяем диаметр среднего витка обмотки D_ср по формуле

м.

При питании реле от источника напряжения U = 6 В по формуле (6.80) определяем диаметр провода обмотки без изоляции:

м = 0,079 мм.

Из справочника вы­бираем провод марки ПЭВ-1 0,08 мм с допустимой температурой нагрева 105 °С, величина диаметра провода в изоляции d_из= 0,095 мм.

По формуле (6.69), принимая величину (IN)_р= 51,2 А, а значение коэффициента заполнения окна обмотки к_м= 0,38, уточняем продольное сечение окна обмотки S_м:

м² = 127 мм².

Затем по формуле (6.81) находим число витков обмотки N:

.

Для выполнения поверочного расчета катушки реле по формуле (5.64) рассчитываем число витков в одном слое n:

.

где a = 1,3 – коэффициент неплотности укладки провода намотки.

Число слоев обмотки при рядовой укладке провода: m = 14070/162 86,9.

Высоту обмотки H рассчитываем по формуле (5.63):

H = 86,9×0,095 8,25 мм.

Следовательно, с учетом конструкторских допусков, высота обмотки H укладывается в заданное значение 9 мм.

По формуле (6.82) определяется активное сопротивление провода

Ом.

16. Для определения времени срабатывания реле сначала рассчитаем сопротивление магнитной цепи:

Г.

Рассчитываем индуктивность обмотки при разомкнутых контактах реле:

L = N²G_м = (14070)²×5,73×10^–8 = 11,3 Г.

Из выражения (6.85) находим величину постоянной времени обмотки реле t:

с.

По формуле (6.31) рассчитываем время срабатывания реле t_ср:

с 5,4 мс.

17. При определении времени отпускания реле предварительно рассчитываем магнитную проводимость зазора G_bв замкнутых контактах:

Г.

Определяем сопротивление магнитной цепи при замкнутых контактах реле:

Г.

Рассчитываем индуктивность обмотки при замкнутых контактах реле:

L_п= N²G'_м= (14070)²×1,33×10^–7 26,3 Г.

Из выражения (6.86) определяется величина постоянной времени обмотки реле t_п при замкнутых контактах:

с.

По формуле (6.35) рассчитываем время отпускания реле t_от:

= 13 мс.

18. В заключение расчета уточняются электрические характеристики реле.

Рабочее напряжение:

В.

Величина U_рнаходится в пределах допуска ( 10%), установленного в ТЗ на разработку реле.

Рабочий ток:

А.

Мощность, потребляемая обмоткой реле:

Вт = 22 мВт.

Следовательно, по величине мощности, потребляемой обмоткой, спроектированное реле относится к группе чувствительных.

Напряжение срабатывания:

В.

Ток срабатывания :

А.

Напряжение отпускания:

В.

Ток отпускания:

А.

.