Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu

Licență
8/10 (1 vot)
Domeniu: Electrotehnică
Conține 1 fișier: docx
Pagini : 64 în total
Cuvinte : 11594
Mărime: 3.02MB (arhivat)
Cost: 6 puncte

Cuprins

Cuprins

1 Introducere 2

1.1 Tipuri constructive de electromagneţi de curent continuu şi caracteristica statică 3

1.2 Relaţii energetice 6

1.3 Circuite magnetice echivalente 9

1.3.1 Electromagnet U cu bobina pe jug 10

1.3.2 Electromagnet U cu două bobine pe coloane. 13

1.3.3 Electromagnet în formă de dublu E, cu bobina pe coloana centrală 15

1.4 Relaţii generale ale forţelor electromagnetice 17

1.5 Forţe dezvoltate de principalele tipuri de electromagneţi 20

1.6 Factorul de dispersie şi forţa dezvoltată de electromagnet 26

1.7 Regimul dinamic al electromagnetului de curent continuu 28

1.8 Calculul şi proiectarea electromagnetului de curent continuu 32

1.8.1 Bobina electromagnetului. 32

1.8.2 Inducţia magnetică optimă. 35

1.8.3 Proiectarea electromagnetului de curent continuu 36

2 Calculul câmpului magnetic 38

2.1 Ecuaţiile câmpului magnetic staţionar 38

2.2 Teorema de unicitate a ecuaţiilor câmpului electromagnetic 38

2.3 Forţe generalizate în câmp magnetic 40

2.4 Tensorul lui Maxwell 41

3 Utilizarea unui program de element finit (FEMM) 44

3.1 Condiţiile de frontieră 44

3.2 Analiza prin metoda elementului finit 45

4 Modelarea unui electromagnet de curent continuu cu circuit magnetic echivalent 46

5 Modelarea unui electromagnet de curent continuu cu FEMM 51

6 Concluzii 58

7 Anexe 59

Anexa A 59

Anexa B 63

Bibliografie 64

Extras din document

1 Introducere

Comisia Internatională de Electrotehnica (C.E.I.) defineşte electromagneţii astfel: "Electromagnetul este un magnet excitat de un curent". Dezvoltând această definiţie, putem spune că electromagnetul este un magnet temporar, a carui acţiune de atragere sau eliberare a unei armături feromagnetice este determinată de prezenţa curentului electric într-un circuit de excitaţie.

Forţele de interacţiune între electromagneţi şi corpurile din materiale feromagnetice sau conductoarele parcurse de curenţi, situate în câmpul magnetic al acestora sunt denumite forţe electromagnetice.

Mecanismul format din înfăsurări (bobine) de excitaţie şi corpuri feromagnetice acţionate prin forţe electromagnetice este denumit mecanism electromagnetic. Partea fixă a mecanismului, din material feromagnetic, supusă polarizării magnetice produse de câmpul magnetic al bobinei de excitaţie este denumită armătură fixă, iar partea mobilă, armatură mobilă .

Forţa electromagnetica corespunzatoare distanţei maxime (întrefier maxim) între armătura mobilă şi cea fixă este denumită forţă de atracţie initială iar forţa corespunzătoare distanţei minime între armătura mobilă şi cea fixă este denumita forţă de atracţie finală sau forţă portantă.

Drumul străbătut de armătura mobilă, din poziţia deschis pâna la poziţia închis a electromagnetului, este denumit cursa electromagnetului.

Electromagneţii sunt utilizaţi atât în construcţia aparatelor de comutaţie, cât şi a unor echipamente de ridicare şi transport, la realizarea cuplelor electromagnetice, la fixarea pe maşini unelte a unor piese ce urmează a suferi prelucrari etc.

În construcţia aparatelor electrice de comutaţie, electromagneţii sunt utilizaţi ca organ motor al contactoarelor, ruptoarelor, declanşatoarelor, întreruptoarelor, servind la stabilirea sau întreruperea mecanică a unor contacte, în mod direct, sau prin intermediul unui percutor care eliberează energia unui resort precomprimat. De asemenea, electromagneţii intră in construcţia electrovalvelor şi a dispozitivelor de acţionare ale aparatelor electrice.

Clasificarea electromagneţilor se face după mai multe criterii şi anume:

a) După tipul constructiv în:

- electromagneţi de tip plonjor, la care armătura mobilă execută o mişcare de translaţie în axa bobinei de excitaţie;

- electromagneţi la care armătura mobilă execută o mişcare de translaţie;

- electromagneţi la care armătura mobilă execută o mişcare de rotaţie.

La aceste construcţii armătura fixă poate avea formă de I, U sau E.

b) Dupa felul curentului de excitaţie:

- electromagneţi de curent continuu;

- electromagneţi de curent alternativ monofazaţi;

- electromagneţi de curent alternativ trifazaţi.

c) După modul de lucru:

- electromagneţi de acţionare;

- electromagneţi elevatori.

d) După tipul de acţionare:

- electromagneţi cu acţionare rapidă (3-4 ms);

- electromagneţi cu acţionare normală;

- electromagneţi cu acţionare întârziată (t>0.3 s).

Excitaţia electromagneţilor de curent continuu se realizează sub curent constant indiferent de poziţia armăurii, abstracţie făcând de fenomenele dinamice care apar la deplasarea rapidă a armăturii. Intensitatea curentului este determinată de tensiunea de alimentare si rezistenţa infăşurării de excitaţie.

1.1 Tipuri constructive de electromagneţi de curent continuu şi caracteristica statică

Diagramele forţei de atracţie în funcţie de cursa armăturii, pentru poziţii imobile ale acesteia, se numeşte caracteristica statică a electromagnetului. Principalele tipuri constructive de electromagneţi de curent continuu şi caracteristica statică corespunzătoare:

a) Electromagnet plonjor fără armătură fixă (figura 1.1). Armătura mobilă 1 din material feromagnetic execută o mişcare de translaţie în interiorul bobinei 2. Câmpul magnetic fiind maxim în centrul bobinei, armătura mobilă este supusă unei forte care tinde să o aducă într-o poziţie simetrică în raport cu bobina. Caracteristica electromagnetului poate lua trei aspecte l>h, l=h şi l<h. Caracteristic pentru acest tip de electromagnet este forţa relativ mică şi chiar nulă dacă h=l, la cursa δ=0.

Fig. 1.1. Electromagnet plonjor fără armătură fixă

b) Electromagnet plonjor cu armătură fixă (figura 1.2). Forţa este relativ redusă, dar practic constantă pe toată cursa, care este relativ mare, adica de ordinul sutelor de mm. Din cauza formei în triunghi de con a armăturii mobile, forţa pentru δ=0 nu este nulă. Armătura 3 este construită dintr-un material feromagnetic şi are o formă cilindrică terminată cu un trunchi de con.

Preview document

Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 1
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 2
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 3
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 4
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 5
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 6
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 7
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 8
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 9
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 10
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 11
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 12
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 13
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 14
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 15
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 16
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 17
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 18
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 19
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 20
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 21
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 22
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 23
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 24
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 25
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 26
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 27
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 28
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 29
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 30
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 31
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 32
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 33
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 34
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 35
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 36
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 37
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 38
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 39
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 40
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 41
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 42
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 43
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 44
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 45
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 46
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 47
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 48
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 49
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 50
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 51
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 52
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 53
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 54
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 55
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 56
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 57
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 58
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 59
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 60
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 61
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 62
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 63
Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu - Pagina 64

Conținut arhivă zip

  • Studiul unui Electromagnet de Curent Continuu.docx

Alții au mai descărcat și

Utilizarea Resurselor Energetice Secundare în Sistemele Termoenergetice

CAPITOLUL 1 NOŢIUNI INTRODUCTIVE 1.1. Definirea, provenienţa şi importanţa folosirii resurselor energetice secundare Resursele energetice...

Instalație de Condiționare a Aerului

MEMORIU JUSTIFICATIV În acest proiect este prezentată o instalaţie de condiţionare a aerului. Am ales această temă deoarece am învăţat în decursul...

Dezvoltarea unui sistem de detecție a corpurilor conductoare

1 Introducere În această lucrare îmi propun proiectarea si analiza unui electromagnet detector de metale portabil, folosit în securitate, capabil...

Reglarea Automată a Nivelului

Elemente Arcuitoare Generalitati: Folosirea elementelor arcuitoare în constructia produselor electrotehnice este legata de principiul de...

Proiectarea unui Electromagnet de Curent Alternativ

Introducere Existenta unor numeroase tipuri de electromagneti de curent alternativ face imposibila stabilirea unei metode unice de proiectare...

Ai nevoie de altceva?