CC BY
70
УДК 621.3.045.2
Е.Г. Беспалов
студент 3 курса Д.А. Оксамитный
студент 3 курса
А.П. Волошин
ассистент Факультет энергетики Кубанский государственный аграрный университет г. Краснодар, Российская Федерация
РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕЙ СИЛЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСТРОЙСТВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Все большее распространение в технике сельского хозяйства в России получают электромагнитные устройства, работающие на постоянном токе: электромагниты различного назначения, реле, контакторы, магнитные пускатели, устройства электромагнитной обработки, электромагнитные клапаны, толкатели и пр. При проектировании этих электрических аппаратов, их намагничивающая сила, по большей части, зависит от трех составляющих:
1) ток, проходящий по обмотки;
2) число витков, по которым проходит ток;
3) сердечник электромагнита постоянного тока.
Суммарное произведение первого на второе, как известно, представляет собой намагничивающую силу [1]:
6 = N1, (1)
где, 6-результирующая намагничивающая сила, Авитков,
N - суммарное число витков провода в обмотке,
I - ток, проходящий по обмотке, А.
Рассмотрим первые две составляющие, так как именно их определенное сочетание позволяет правильно спроектировать электромагнитные устройства постоянного тока. Выведем формулу намагничивающей силы для круглой цилиндрической обмотки, выполненной из медного провода с эмалевой изоляцией (например, ПЭТВ-2), намотанной на каркас слоями (рядовая намотка). Примем также, что в качестве магнитопровода используется проводник квадратного сечения, выполненный из магнитомягкого железа. Конечная форма катушки принимается круглой, а не прямоугольной. Для придания намотанному витку первого слоя катушки данной формы можно использовать диэлектрические проставки, прикрепляемые к боковым граням каркаса (рис. 1).
Обозначим суммарную длину квадратного окна каркаса и толщину самого каркаса как О, мм, тогда диаметр витка первого слоя будет равен, мм:
=Лй + С, (2)
где^л/2Ь- диаметр описанной окружности по поверхности квадратного каркаса, мм;
й - диаметр обмоточного провода в эмалевой изоляции, мм.
I д
Рисунок 1 - Внешний вид рассматриваемой обмотки электромагнитного устройства Тогда диаметр витка первого слоя обмотки, намотанного с шагом й составит, мм:
02 , (3)
Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015
суммарная длина витков первого слоя Li составит, мм:
L = ят^Цй + d)2 + d
/2 (4)
где, т - число витков в одном слое. Суммарная длина витков второго слоя составит, мм:
4 = ят^(у/20 + 3С)2 + С2, (5)
Суммарная длина всех витков в катушке определяется по следующей формуле, мм:
£4 = п^ +(п -1)(4 - 4) п (6)
где, п - число слоев в обмотке.
Формулу намагничивающей силы (1) можно записать в виде:
0 = тПи, (7)
Я
где, и - напряжение, подводимое к катушке устройства, В;
Я - сопротивление всего обмоточного провода, Ом, которое также можно представить в виде:
Я = Щп. (8)
яС 2
"т
где, р - удельное сопротивление медного провода равное в среднем 1,7510-5 Ом мм2/мм. dm - диаметр обмоточного провода по меди, мм. С учетом (6) сопротивление провода запишется в виде:
Я = 35П (2^1 + (п -1)4 - 0)10"' (9)
яСт
намагничивающая сила в виде:
е = ПГПШт2 105. (10)
3,5 (24 + (п -1)(4 - 4))
В конечном виде с учетом (4) и (5) получаем:
ö =Л-5--d г I-~10'
7 J(V2d + d)2 + d2 + 3,5(n - 1)(J(V2d + 3d)2 + d2 -J(J2d + d)2 + d2)
(11)
Из (11) следует, что намагничивающая сила определяется только геометрическими размерами обмотки и значением подводимого напряжения. При этом она не зависит от числа витков в одном слое (т), но при этом наблюдается зависимость от диаметра витка первого слоя (диаметра каркаса катушки).
Вывод: при проектировании обмоток электромагнитных устройств постоянного тока необходимо стремиться к следующим техническим характеристикам:
1) Добиваться минимального тока потребления обмоткой.
2) Стремиться к максимально возможной магнитной отдаче обмотки (намагничивающей силы) при максимальном значении числа витков на магнитопроводе, не выходя при этом за допустимые габаритные размеры катушки.
Список использованной литературы:
1. Гордон А.В., Сливинская А.Г. Электромагниты постоянного тока. - Москва: Госэнергоиздат, 1960. - 445 с.
© Е.Г. Беспалов, Д.А. Оксамитный, А.В. Масенко, 2015
УДК 6561 08 Б.И.Борисов
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» г.Саратов ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИНЫ ДОРОЖНО- ТРАНСПОРТНОГО ПРОИСШЕСТВИЯ
Аннотация
Установление причинно-следственных факторов возникновения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) осуществляется путем качественного (детерминированного) анализа отдельных происшествий. При этом одним из ключевых понятий в безопасности движения является понятие «причина ДТП», которое в специальной литературе трактуется неоднозначно. Это объясняется тем, что возникновение ДТП является сложным процессом, который связан с различными причинно-следственными факторами. Признается факт, что причина ДТП есть несоответствие между возможностями человека и функциональным состоянием подсистемы «автомобиль-дорога». Кроме этого, затрагивается проблема классификации причин ДТП на системном и локальном уровнях. На локальном уровне, т. е. при расследовании одиночного ДТП, автором предлагается «привязывать» поиск причины происшествия к конкретному нарушению Правил дорожного движения и других нормативных документов. Это возможно в связи с тем, что значительное число ДТП можно связать со свойствами автомобиля, и в первую очередь со свойствами активной безопасности. При этом для анализа предлагается использовать физические зависимости, которые помогают получить ответ на основные вопросы расследования ДТП. Приводятся примеры использования этих зависимостей при расследовании причин происшествий.
Ключевые слова
дорожно-транспортное происшествие, причина, классификация, анализ, автомобиль, безопасность,
свойства, расчеты, выводы
Установление причинно-следственных факторов возникновения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) осуществляется путем качественного (детерминированного) анализа отдельных ДТП. Среди особенностей качественного анализа можно выделить имеющиеся различия в понятии «причина ДТП». При анализе аварийности причинами чаще всего называют нарушения Правил дорожного движения (ПДД) водителями и пешеходами, технические неисправности транспортных средств, неудовлетворительное состояние улиц и дорог и др. Такой вывод дается, в частности, в большой работе, посвященной анализу ДТП [1]. Данное обстоятельство свидетельствует об отсутствии единого толкования понятия «причина ДТП». Можно предположить, что одними из первых, кто попытался дать толкование понятию «причина ДТП» были сотрудник Научно-исследовательского института автомобильного транспорта (НИИАТа) А. Корнеев и сотрудник Всесоюзного научно-исследовательского института МВД СССР А. Рыбин [2]. Эти авторы отмечают, что одним из ключевых понятий в безопасности движения является понятие «причина ДТП», которое в специальной литературе трактуется неоднозначно. Это объясняется тем, что возникновение ДТП является сложным процессом, который связан с различными причинно-следственными связями, характеризующими состояние системы «водитель-автомобиль-дорога». Общее, что объединяет эти толкования, это признание того факта, что причина ДТП есть несоответствие между возможностями человека и функциональным состоянием подсистемы « автомобиль - дорога». Это дает возможность говорить о причине ДТП, как о некотором событии, устранение которого предупредило бы аварию или сделало бы ее менее вероятной.
Автор работы [3] приводит перечень условий, которые считаются причинами ДТП. К субъективным причинам автор традиционно относит нарушение ПДД водителями, пешеходами, пассажирами и иными участниками движения, а также нарушение правил безопасности движения и эксплуатации транспортных средств. К объективным причинам автор относит в основном недостатки в планировании улиц и дорог, в освещении их в темное время суток, состояние дорожного покрытия, средства регулирования дорожного движения и свойства транспортных средств. Этот узкий перечень не дает достаточно полного представления о широком спектре условий возникновения ДТП.
Более детально проблема классификации причин ДТП рассматривается в работе [4]. Предлагается всё многообразие причин в системе «человек -автомобиль -дорога - окружающая среда» (Ч-А-Д-ОС) на системном уровне также подразделять на субъективные и объективные, приводятся перечень отдельных характерных групп причин на системном уровне и соответствующих причин в каждой группе. На локальном уровне, т.е. при детерминированном методе анализа конкретного ДТП, предлагается «привязывать» поиск причины ДТП к конкретному нарушению отдельных пунктов Правил дорожного движения и других
12
