5. Електромагнітні виконавчі пристрої

Великого поширення набули такі електромагнітні пристрої, як електромагніти, електромагнітні плити, електромагнітні муфти, демагнітозатори.

Електромагніти використовують для швидкого прямолінійного переміщення елементів устаткування. Їхні основні частини (рис. 8.8, а) — осердя 3, котушка 2 і

якір 1. При протіканні с труму через котушку виникає магнітний потік, який замикається через осердя. Це призводить до виникнення сили, яка втягує якір. Осердя і якір електромагніту виготовлені з листів електротехнічної сталі. За способом дії якоря на переміщуючий елемент устаткування електромагніти поділяються на тягнучі й штовхаючі.

Залежність сили тяги F, яка розвивається якорем від його ходу l, називається тяговою характеристикою електромагніту (рис. 8.8, б). В міру втягування якоря, що призводить до зменшення повітряного зазору між якорем і осердям, сила тяги зростає. У кінці ходу сила тяги в 1,5—2 рази перевищує силу тяги на початку ходу.

У промисловості, наприклад, при обробці деталей на верстатах, при зварюванні деталей широко використовують електромагнітне закріплення електромагнітними плитами, столами, зварювальними кантовачами та ін.

Електромагнітне закріплення має великі переваги перед механічним, оскільки деталь можна обробляти або зварювати з багатьох сторін, а також витрачати мало часу на підготовчі роботи.

Електромагнітні плити живляться постійним струмом, бо змінний струм призводить до сильного нагрівання вихровими струмами при перемагнічуванні.

Електромагнітні муфти використовують для пуску, гальмування, реверсування та переключення ступенів швидкості кінематичних схем устаткування. Основні елементи електромагнітних муфт — ведучі й ведені диски, м агнітних муфт — ведучі и ведені диски, які з'єднуються електромагнітними силами.

Для зняття залишкового намагнічування деталей використовують спеціальні розмагнічуючі пристрої — демагнетизатори (рис. 8.9). Деталі, які слід розмагнітити, пропускають по похилому немагнітному містку. Пройшовши через котушку, яка живиться змінним струмом, вони розмагнічуються.

6. Електромагнітні пускачі.

Е лектромагнітний пускач — це комбінація всіх комутаційних засобів, необхідних для пуску й зупинення двигунів разом з необхідним захистом від перевантаження. Розроблений він на базі контактора.

Розрізняють контактори з прямоходовою магнітною системою (рис. 8.10) та з поворотним якорем (рис. 8.11).

У контакторах з прямоходовою магнітною системою нерухомою частиною є осердя 7 з котушкою 6, які встановлюються нерухомо на основі 9. Рухомою частиною контактора є якір 4, який зв'язаний з головними рухомими та допоміжними контактами.

При подачі напруги на котушку контактора виникає магнітне поле, під дією якого рухома магнітна система притягується до нерухомої. Тобто якір притягується до осердя, а рухомі контакти — до нерухомих. Таким чином забезпечується проходження електричного струму в силовому й допоміжному колі контактора. На головні та допоміжні контакти контактора встановлено пружини для створення необхідного натискування і зменшення перехідного опору контактів. Допоміжні розмикаючі й замикаючі контакти призначені для роботи в електричних колах керування.

При знятті напруги з котушки контактор вимикається, і під дією пружини 8 якір повертається у початкове положення.

При розмиканні головних контактів на великих струмах виникає електрична дуга, яка може призвести до руйнування контактної системи.

Тому головні контакти контактора обладнують дугогасильними камерами з жаростійкого ізоляційного матеріалу.

У контакторах постійного струму осердя і якір виконують суцільнометалевими, а у контакторах змінного струму — шихтованими, тобто набраними з окремих ізольованих пластин електротехнічної сталі.

При проходженні змінного струму по котушці контактора у магнітній системі виникає магнітний потік, який періодично проходить через нуль. Це викликає вібрацію та гудіння магнітної системи, оскільки контактор живиться змінним струмом. Щоб зменшити це явище, на торці осердя контактора змінного струму встановлюють мідний короткозамкнений виток (див. рис. 8.10, б). Він охоплює приблизно 1/3 площі торця осердя контактора. Коли основний магнітний потік проходить через нуль, його величина швидко змінюється і тому в короткозамкненому витку утворюється максимальна е. р. с. У цьому разі короткозамкнений виток є вторинною обмоткою трансформатора. У короткозамкненому витку е. р. с. утворює струм, що сприяє утворенню магнітного потоку Фд, який замикається через осердя та якір і перешкоджає відпаданню якоря при переході основного потоку через нуль. Таким чином зменшується вібрація магнітної системи контактора.

У магнітному пускачі апаратом захисту електродвигунів від недопустимого тривалого перевантаження є теплове реле. Основний його елемент — біметалева пластина. На котушку магнітного пускача подається напруга через контакти теплового реле. При нагріванні біметалевої пластини розмикаються контакти реле, внаслідок чого вимикається магнітний пускач.

Останнім часом для захисту електродвигунів використовують триполюсні теплові реле. Вони складаються з трьох однополюсних. При спрацьовуванні одного з них розмикається загальний контакт реле, який ввімкнено послідовно з котушкою контактора. Для надійного захисту електродвигунів теплове реле укомплектовано регулятором струму спрацьовування.

Трифазне теплове реле захищає двигун і при обриві однієї з фаз, оскільки при незмінному навантаженні на валу двигуна струм в інших фазах перевищує номінальний і реле вимкне двигун з мережі.

Теплове реле є апаратом захисту електродвигунів тільки при довготривалому перевантаженні і не захищає їх при коротких замиканнях. А тому реле теж потребує захисту від струмів короткого замикання.