МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НТУ «ХПИ»

Кафедра «Электрические аппараты»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

По курсу:

«Технология производства электрических аппаратов»

на тему:

«Разработка технологических процессов намотки катушек электрических аппаратов»

Разработал: ст. гр. xxx - xxx

xxxx x.x.

Руководитель проекта: старший преподаватель

xxxx x.x

Харьков 2003

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для намотки каркасной катушки

Вид намотки: Рядовая

Марка провода: ПЭВ – 1

Диаметр провода, мм 0,41

Число витков 400

Длина каркаса, мм 56

Периметр обмотки, мм 132,6

Изолирование каркаса кабельная бумага без приклейки, один слой

Изолирование клемм телефонная бумага, один слой стеклоткань

Количество клемм 2

Способ крепления выводных обвить обмоточным проводом вокруг концов к клеммам лепестка клемм 2 – 3 витка

Зачистка провода шлифовальной шкуркой

Припайка электропаяльником

Изолирование пайки лакотканью

Напряжение, В 220

Частота, Гц 50

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка составлена на 23 листах, и включает в себя: титульный лист, исходные данные, реферат, содержание, введение, основную часть, заключение, список литературы, графическую часть.

Во введении рассмотрены следующие вопросы: область применения электромагнитных механизмов, их основные характеристики, особенности электромагнитных механизмов постоянного тока, функции выполняемые катушками, факторы, определяющие выбор технологического процесса их изготовления, взаимосвязи между технологическими допусками, влияющие на величину электрического сопротивления, цель и задачи курсового проекта.

В основной части рассмотрены следующие вопросы: определение состава технологических операций, состав и их последовательность в соответствии с требованиями конструкторской документации (представлены в виде МК – карт на 6 – ти листах).

Также в основной части представлена специальная технологическая терминология и эскиз каркасной катушки.

В курсовом проекте дано заключение о проведенной работе и список используемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………….……………………... 5

1. Основная часть …………………………………………………..……… 7

   1. Определение состава технологических операций ………………….. 7

2. Расчетная часть ………………………………………………………... 14

   1. Расчет режимов намотки катушек …………………………………... 14

   2. Анализ точности технологического процесса намотки катушек…..16

   3. Влияние технологических допусков на выходные параметры электромагнитов ………………………………………………………………. 19

3. Заключение ……………………………………………..…………….. 22

4. Литература ……………………………………………………….…… 23

ВВЕДЕНИЕ

Электромагнитные системы предназначены для дистанционного управления контактными системами или создание механического воздействия на управляющий объект.

Состоит из двух элементов: катушки и магнитопровода. Причем, магнитопровод состоит из подвижного якоря и неподвижного ярма.

Катушка предназначена для создания ампер – витков (функционально важно произведение тока на витки, в отдельности ток и витки не рассматриваются).

Ампер – витки должны обеспечивать функциональное назначение магнитной системы, создать необходимое усилие на якоре.

Катушка должна поместиться в заданном объеме. Нагрев проводов не должен превышать выбранного класса изоляции. Пересчет обмоточных данных катушки производиться из условий неизменности ампервитков; при этом экспериментально следует проверить габариты катушки и ее нагрев.

При постоянном токе нагрев катушки осуществляется на счет Джоулевого тепла:

Q = I² * R

Нарастание тока в катушке будет плавным, магнитная система не будет греться при остановке якоря в промежуточном положении.

При конструировании магнитных систем постоянного тока в целях охлаждения катушки и уменьшения расхода обмоточного провода, желательно катушку приближать к магнитопроводу, делая ее высокой и малой толщины. Магнитопровод постоянного тока делают из целых листов методом штамповки.

При переменном токе катушка греется Джоулевым теплом RI², но величина тока определяется по другим зависимостям:

I = =

Нарастание тока в катушке форсированное, чем больше воздушный зазор ₀, тем больше бросок тока при включении.

Магнитная система греется вихревыми токами (до 70⁰ 80⁰С), что в свою очередь дополнительно греет катушку и ее надо теплоизолировать от магнитной системы.

Остановка в промежуточных положениях якоря, при этом катушка будет нагреваться и сгорит, если долго будет находиться в таком положении.

Появление короткозамкнутого витка в обмотке приводит к появлению в нем: эдс, тока, виток перегреется, изоляция сгорит и катушка выйдет из строя (при постоянном токе этого не произойдет).

Магнитные системы переменного тока изготавливаются шихтованными и имеют короткозамкнутый виток, шунтирующий часть поверхности.

Факторы, негативно влияющие на работоспособность магнитной системы и технические решения, уменьшающие это влияние.

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Определение состава технологических операций

Состав технологических операций и их последовательность выбирают в соответствии с требованиями конструкторской документации, он включает: заготовительные операции по порезке изоляционных материалов, намотку, присоединение гибких выводов, изолирование катушек, пропитку, сушку, опрессовку, маркировку, контроль числа витков, электрического сопротивления, выявление короткозамкнутых витков, перемещение. Назначение каждой операции следует обосновать и произвести выбор соответствующего оборудования.

Технологическую документацию следует выполнять так, как предусмотрено в ГОСТ 3.1105-73, ГОСТ 3.1411 – 74.

Маршрутные карты представлены на шести листах.

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Расчет режимов намотки катушек

Параметры режима намотки:

- натяжение провода Т, Н;

- скорость наматывания, м/мин.

Натяжение провода в процессе наматывания – важный технологический фактор, определяющий сопротивления и геометрические параметры обмотки, качество и производительность технологического процесса. Для проектирования технологического процесса намотки катушек необходимо знать оптимальное и максимально допустимое натяжение. Оптимальным следует считать натяжение, при котором обеспечиваются все технологические требования к обмотке и к условиям её эксплуатации при минимальной себестоимости её изготовления.

Оптимальное натяжение провода при намотке определяют по эмпирической формуле в зависимости от материала провода, вида намоточного оборудования и т.д.

Для медного провода:

Т_опт = 8,5 *10¹ * d²_м (Н.), (1)

где d²_м - диаметр провода без изоляции, мм.

Т_опт = 8,5 *10¹ * 0,41² = 14,29 Н.

Полученное значение не должно превышать максимально допустимого значения.

Под максимально допустимым натяжением понимается такое, при котором в процессе формирования обмотки не происходит заметных изменений электрических и геометрических параметров провода и не нарушается целостность изоляции.

Число витков в одном слое:

W₁ = , (2)

где Н – высота окна катушки, мм

W₁ =

Число слоев обмотки:

К = , (3)

Где W - число витков обмотки;

W₁ - число витков в одном слое.

К=

Для каркасных катушек прямоугольного сечения определяют среднюю длину витка как средний периметр катушки:

l_ср= , мм (4)

где Р_внутр – внутренний периметр обмотки, равный периметру каркаса, мм;

Р_нар – наружный периметр обмотки, мм.

Внутренний периметр обмотки равен:

P_внутр = 2(L₁+L₂), мм.. ( 4.1)

Где L₁ – величина одного ребра каркаса, мм.

P_внутр= 2(61 + 34 ) 190 мм

Наружный периметр обмотки равен:

P_нар = 2(L₁ + 2Kd_из ) + 2(L₂ + 2Kd_из ), мм (4.2 )

P_нар = 2(61 + 2*5*0,45) + 2(34 + 2*5*0,45) 208 мм

Тогда

l_ср = , мм

Общая длина провода, необходимого для получения обмотки равна:

L = l_ср * W, мм

Где W – число витков обмотки.

L = 199 * 400 = 79600 мм

Зная вес 100 метров провода и длину L, определяют чистый вес провода Q для получения необходимого числа витков.