Расчет электромагнитных систем вакуумного технологического оборудования

Принятая терминология и обозначения

Широкое применение в электронном производстве находят электромагнитные системы позволяющие повысить надежность вакуумного технологического оборудования и улучшить экологию вакуумной среды.

Исходными данными для проектирования электромагнитных систем вакуумного аналитико-технологического оборудования являются:

• — индукция в рабочем зазоре В₃, 7л;
• — величина рабочего зазора д₃, м (рис. 5.1);
• — площадь рабочего зазора S₃, лГ;
• — количество катушек в электромагнитной системе п;
• — диаметр сердечника d_c, м.

Проектирование электромагнитных систем

Проектирование электромагнитных систем ведется в следующем порядке.

Тяговая характеристика F_np=f (6) — зависимость электромагнитного усилия от величины воздушного зазора между якорем и сердечником представлена на рис. 5.2 и определяется как:

или

Рис. 5.1. Расчетная схема электромагнитной системы.

Рис. 5.2. Тяговая характеристика электромагнитного устройства.

где цо = 4л-10'⁷ Гн/м — магнитная постоянная;

S₃ — площадь сечения воздушного зазора, м;

1₍₀ — намагничивающая сила;

Ф — магнитный поток в воздушном зазоре.

где S3 — площадь рабочего зазора.

Находим напряженность в рабочем зазоре.

Находим требуемую величину магнитного потока.

Определяем индукцию Вс и напряженность поля Нс в сердечнике

с ^{л d}c 2

где =—— площадь сечения сердечника, м .

Нс — f (Вс) определяется по 1рафику представленному на рис. 5.3.

Определяем индукцию В_н и напряженность магнитного поля Н_н в наконечнике.

о ^лс1н

где S" =—— площадь сечения наконечника, м .

^н 4

Н_н= /(В_н) определяется по графику (см. рис. 5.3).

Определяем индукцию В" и напряженность магнитного поля Н" в пластине.

где Sn= b h — площадь сечения пластины, лг. b — ширина пластины, м;

И — толщина пластины, м.

H_n=f (В//), определяется по графику (см. рис. 5.3).

Находим намагничивающую силу.

где Н₃, Н_с, Н_н, Н_п — напряженность магнитного поля в зазоре, сердечнике, наконечниках и пластинах, А/м; /?, /с, 1н, 1п ~ величина зазора, сердечника, наконечника, пластины, м.

Определяем ток в цепи катушки по формуле:

где [А] - допускаемая плотность тока — 2. .4 Л/мм²;

S_n/) — площадь сечения.

_п с где [А] - допускаемая плот;

Рис. 5.3. Кривая намагничивания ^{L J J} ₂

электротехнической стали. ность тока ~ 2. А А/мм ,.

S_np — площадь сечения С ^ ^ ^ПР 2.

провода, S_np = —-—, м .

Примечание. Диаметр проволоки d_n/, выбирается согласно табл. 5.1 и может корректироваться в процессе расчета.

Находим требуемое значение числа витков Находим площадь окна катушки по формуле:

где к — коэффициент, учитывающий толщину и вид изоляции, равный ~ 1,1… 1,6.

Таблица 5.1.

Геометрические размеры обмоточных проводов.

Примечание. Большому диаметру провода d"_p соответствует меньшее значение коэффициента к.

Определяем габариты окна катушки исходя по формуле:

где l_K — длина катушки, м.

Находим среднюю длину витка.

Площадь сечения провода и сопротивление обмотки.

где р — удельное сопротивление медной проволоки,.

Определяем требуемое рабочее напряжение.

Примечание: Если величина U получилась достаточно большой U > 220 В или весьма малой U < 30 В, то производится повторный расчет на другой диаметр проволоки.