Выбор материалов для катушки электромагнита

Катушка должна обеспечить необходимую намагничивающую силу срабатывания электромагнита, температура её нагрева должна быть не выше предельно допустимой для принятого класса нагревостойкости изоляции. В производстве катушек аппаратов применяется большое число марок обмоточных проводов, главным образом круглых, реже квадратных и прямоугольных. Следует иметь в виду, что эмалированные провода имеют важное преимущество – малую толщину изоляции, что повышает коэффициент заполнения обмоточного пространства и приводит к уменьшению геометрических размеров катушки.

При применении проводов с волокнистой изоляцией следует учитывать, что шёлковая изоляция имеет примерно в полтора раза меньшую толщину, чем хлопчатобумажная. Натуральные материалы с успехом заменяются синтетическими, например, искусственным волокном.

В качестве материалов, изолирующих обмоточные токоведущие провода снаружи катушек и отдельные элементы (ряды, слои) обмоток внутри них, применяются лакоткани, изоляционные ленты, изоляционные бумаги и пр.

Для пропитки, покрытия наружной поверхности и склеивания внутренней изоляции катушек (витки провода склеиваются друг с другом) применяются лаки, компаунды и эмали.

К конструкционным материалам каркасов и прочим вспомогательным

материалам относятся пластические массы, низкоуглеродистая сталь, латунь,

медь. Также при изготовлении применяется электрокартон, фибра, гетинакс,

текстолит, стеклотекстолит, припои, канифоль, нитки, шпагат и др.

Обмотка катушки электромагнита может наматываться по следующим

технологиям:

– непосредственно на изолированный сердечник электромагнита;

–  на изолированную металлическую втулку, которая устанавливается на сердечник (плотно надевается на сердечник);

– на каркас из изоляционного материала или выполняется бескаркасной.

При различных технологиях происходит как изменение формы и конструкции, так и изменяются условия отвода тепла и значение температуры нагрева катушки. Обмотка наматывается, как правило, виток к витку. Между слоями может прокладываться, особенно в обмотках на напряжение более 220 В, дополнительная изоляция для повышения электрической прочности.

После изготовления катушка с уложенной обмоткой пропитывается, методом окунания в ванну с лаком в воздухе или в вакуумной камере, электроизоляционным лаком и подвергается термической сушке при определённой техническими условиями температуре и длительности процесса. После этого технологического процесса обмотка становится монолитной, так как все пустоты между витками оказываются заполненными. Это приводит к повышению качества изоляции, улучшению теплопроводности и прочих физико-химических свойств электротехнического изделия.

Определение размеров обмотки и расчёт величинынамагничивающей силы катушки

Размеры катушки электромагнита полностью зависят от величины намагничивающей силы (НС) , необходимой для срабатывания, которую обмотка должна создать.

В рационально спроектированном электромагните намагничивающая сила рассчитывается по формуле

             (4.7.5)

где  – намагничивающая сила катушки электромагнита (расчетное значение);

 – магнитная индукция в рабочем зазоре при ;

= м – начальный (максимальный)рабочий зазор (формула 4.6.4);

 – магнитная постоянная.