Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции ЭиЭА.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
7.12 Mб
Скачать

4.7. Динамические характеристики электромагнитов.

Основными являются tср и tв

Время срабатывания эл магнитов: tср=tтр+tдв

Процесс трогания характеризуется: 1) Fэм<Fпр, δ=δн=const. 2) L=Lн=W2Gμн

Уравнение эл цепи обмотки эл магнита

Это линейное диф ур 1 порядка имеет решение:

- постоянная времени цепи обмотки эл магнита при начальном потоке якоря.

- рассчитывается из условия трогания.

Время движения характеризуется 1) Fэм>Fпр, δ=var. 2) L=var

действует встречно напряжению сети, i начинает убывать. Когда якорь достигает конечного положения то

Lк>>Lн

Рассчитать tдв сложно, поэтому в инженерной практике tдв рассчитывается из первого закона Ньютона пренебрегая допущениями:

1. Fэм нарастает по статической Fэм=f(δ) рассчитывается при установившемся токе.

2. результирующая сила действующая на якорь в течении процесса движения остаётся постоянной и среднее значение

, где m-масса подвижных частей

,

;

начальные условия t=0, x=0, ,

.

Данный расчет дает погрешность до (25-50)%

Время возврата tв=tтр+tдв. Процесс трогания характеризуется неизменным и повышенным значением индуктивности катушки эл магнита. 1) Lк>Lн это увеличивает tтр. 2) возникновение на отходящих электро магнитных контактах дуги, это приводит к ↓Тк- постоянная времени цепи катушки при конечном положении якоря.

это ↓ tтр. 3) появлением в магнитной системе вихревых токов, магнитный поток которых старается поддержать Фосн, при этом Фосн может отставать от тока катушки, что ↑ tтр.

Если пренебречь вихревыми токами. это справедливо в маломощных системах, а так же в шихтованных системах, то изменение тока будет подчиняться закону

- определяется из условия трогания при возврате

tдв в процессе движения появляется противо ЭДС движения поэтому ЭДС складывается с напряжением сети, в результате в процессе движения при возврате ток катушки начинает возрастать.

δ=δк , ток ↓ по экспоненциальному закону с постоянной времени Тк.

tдв рассчитывается по второму закону Ньютона аналогично времени движения при срабатывании

Fэм=f(δ)- скоростная тяговая характеристика рассчитывается при постоянном токе равном току трогания при возврате.

§ 4.8 Изменение tср и tв эл. Магнитов постоянного тока (эмп).

В большинстве случаев значительную часть tср и tв составляет tтр поэтому при изменении внешних параметров эффективно воздействовать на tтр.

1. Влияние акт. сопротивления резистора включённого последовательно с катушкой эл. магнита.

Анализ влияния сопротивления R можно провести аналитически и графически. Сущность графического анализа – построение новой кривой i=f(t) в процессе трогания относительно исходной. Новая экспонента тока строится с учётом 3-х основных параметров:

Построение новой экспоненты относительно исходной при уменьшении активного сопротивления цепи катушки эл. магнита на рис. 4.11а.

; ; ; но .

2. Влияние напряжения на временные параметры.

Недостаток – может сгореть катушка в длительном режиме, поэтому используют добавочное сопротивление

При этом tтр уменьшается но незначительно, + потери мощности в RДОБ, поэтому RДОБ шунтируется замкнутыми контактами. Повышенное напряжение только при срабатывании рис. 4.12а или конденсатор ставится.

Графический анализ при увеличении напряжения и включении добавочного сопротивления на рис. 4.11б.

3. Влияние дросселя включённого в цепь катушки.

а) графически

б) аналитически

Недостаток – повышенная индуктивность цепи, что приводит к увеличению перенапряжений и подгоранию контактов управления при отключении.

4. Влияние к.з. – обмотки на временные параметры, построение Ф=f(t).

Для создания эл. магнитов замедленного действия к.з. обмотка (может иметь один виток). При включении питающей обмотки и нарастания создаваемого ею магнитного потока в к.з. обмотке наводится ЭДС, которая вызывает ток такого направления, при котором магнитный поток к.з. обмотки направлен встречно потоку питающей обмотки. Результирующий поток где – установившийся поток; – постоянные времени обмоток. При и замедление при срабатывании получается небольшим.

При отключении эл. магнита:

Спадание Ф определяется процессом затухания этого тока. При спадании тока в к.з. обмотке наводится ЭДС и вызывает ток, направленный так что Ф, создаваемый W2 препятствует уменьшению Ф в системе. Замедленное спадание тока создаёт выдержки времени при возврате.

К.З. – обмотка применяется для снижения быстродействия реле. Обмотка замедляет изменение магнитного потока обмотки управления. Замедление объясняется законом Ленца.

– более эффективно.

5. Влияние затяжки возвратной пружины.

При увеличении сжатия возвратной пружины увеличивается электромагнитное усилие, необходимое для трогания якоря и определяемое потоком в магнитной цепи. При большом сжатии пружины ток трогания возрастает .

При увеличении сжатия возвратной пружины увеличивается электромагнитное усилие, при котором происходит отрыв якоря, увеличивается поток отпускания

Срабатывание Возврат

6. Влияние диода шунтирующего обмотку эл.магнита.

Позволяет использовать реле без к.з. витка. Увеличивает . Принцип действия основан на использовании энергии, запасённой в магнитном поле катушки реле. Через VD протекает ток, определённый активным сопротивлением обмотки и VD и индуктивностью обмотки.

7 . Влияние цепочки RC.

за счёт энергии запасённой в электрическом поле конденсатора

6. Влияние воздушного зазора.

П ри ненасыщенной магнитной системе:

с ; при притянутом положении якоря магнитная цепь насыщена, воздушный зазор мал, это сказывается на установившемся потоке. Увеличивать немагнитный зазор между якорем и сердечником в притянутом положении якоря можно с помощью прокладок или штифтов из немагнитного материала. Это снижает .

;