Тяговая сила , развиваемая электромагнитом, вычисляется по формуле полученной на основе баланса энергии (энергетическая формула). В условиях равномерного распределения индукции в рабочем воздушном зазоре эта формула преобразуется в формулу Максвелла:

.

- это индукция в воздушном зазоре, Тл.

- площадь полюса, .

- магнитная проницаемость воздуха.

Задав 1,1 Тл, можно определить:

= 0,000103802 .

Для электромагнита клапанного типа (ЭМК) площадь полюса:

.

а диаметр стержня:

= 0,011496276 .

Магнитодвижущая сила обмотки (МДС):

.

где k = 1,03 - коэффициент падения МДС в стали.

0,002 м - ход якоря.

= 875796,1783 - напряженность магнитного поля в воздушном зазоре.

Отсюда следует что:

3608,280255 А.

Среднее значение магнитной индукции в стали магнитопровода:

= 1,1 Тл.

где 1 – коэффициент рассеивания магнитного потока.

По основной кривой намагничивания для низкоуглеродистой стали, находим среднее значение магнитной напряженности в стали магнитопровода.

600.

Сторона квадрата окна под обмотку возбуждения ЭМК:

0,039355365 .

где

3608,280255.

падение МДС (магнитного напряжения) в стали. Средняя длина витков обмотки ЭМК:

0,159755143.

Сечение провода (по меди):

0,000000047

где удельное электрическое сопротивление меди при температуре нагрева 75ºС.

Диаметр провода (по меди):

0,000245052 .

Округляем до стандартного значения из таблицы №2.

0,000275 .

По таблице №2 также находиться толщина изоляции на одну сторону:

0,000015 .

Коэффициент заполнения по меди:

0,523740764

где 0,82 коэффициент укладки.

Число витков находится по следующей формуле:

17199,63906.

Сопротивление обмотки:

1048,677022 .

Потребляемый ток:

0,209788138 .

Мощность потерь:

46,1533904.

Плотность тока в проводе:

если неравенство не выполняется, следует увеличить (или уменьшить ).

4,45E+06 .

Это значение удовлетворяет неравенству.

Температура нагрева обмотки:

Поверхность охлаждения ЭМК:

0,0128 .

Коэффициент теплопередачи с поверхности обмотки зависит от превышения температуры . Выберем 90, тогда получаем:

16,8

Средняя температура нагрева обмотки:

234,124 ºС.

3. Схема замещения магнитной цепи.

3.1 Схема замещения.

Отдельные элементы магнитной цепи (участки магнитопровода, воздушные зазоры и промежутки) изображаются на схеме замещения в виде магнитных сопротивлений, а намагничивающие обмотки с током - виде источников МДС. Магнитные сопротивления рассеяния и распределенную МДС в цепи заменяют несколькими сосредоточенными. Точность решения повышается с увеличением количества разбиений распределенных МДС, и магнитных сопротивлений рассеяния на соответствующие им элементарные сосредоточенные магнитные сопротивления и МДС. Если высоту сердечника обмотки разбить на три равные части, то схема замещения магнитной цепи будет иметь вид, показанной на рис 1.

На этой схеме:

- магнитное сопротивление якоря.