§ 4.10 Электромагниты переменного тока (эмт)

В сравнении с ЭМП в ЭМТ при синусоидальном напряжении и отсутствии насыщения магнитной системы ток и поток изменяются по закону синуса. Особенности:

1) В магнитопроводе ЭМТ потери на гистерезис и вихревые токи. В результате магнитное сопротивление стали возрастает, при этом удельное сопротивление стали будет состоять из активной составляющей и реактивной составляющей обусловленной потерями в стали.

– справочнике.

Расчёт цепи ведётся в комплексной форме. Для уменьшения потерь в стали и следовательно магнитную систему шихтуют и выполняют из стали с повышенным удельным сопротивлением.

2) (рис.4.14) анализ с помощью закона Ома.

Неполное включение при переменном токе опасно.

При неизменном напряжении сети магнитный поток не зависит от величины зазора, это обеспечивается током катушки.

при изменении воздушного зазора.

3) рис 4.13

Вывод:

• – не меняет своего направления.

• – можно разложить на 2-е составляющие переменную изменяющуюся с двойной частотой относительно частоты сети и постоянную составляющую равную .

.

4) Статическая тяговая характеристика и сравнение ЭМП и ЭМТ по .

где – коэффициент рассеивания магнитной системы, который при изменении от до изменяется незначительно. поэтому – изменяется незначительно (пологая).

Т .о. крутизна значительно меньше крутизны ЭМП.

с

с

1)

2)

при притянутом положении якоря

для преодоления одной будет иметь меньшую материалоёмкость ( обмотки) чем электромагнит постоянного тока, это особенно справедливо при больших ходах . При малом ходе предпочтительнее электромагнит постоянного тока.

ЭМТ позволяет иметь большой коэффициент возврата до 0,7, который будет тем больше, чем меньше превышение электромагнитной характеристики над противодействующей характеристикой при . (см. § 4.5) Столь высокий коэффициент возврата позволяет осуществлять защиту двигателей от недопустимого снижения напряжения.

Для уменьшения вибрации рис. 4.16а, 4,15а. Принцип действия к.з.– витка по Л.Р. №2.

и в отличии от не однозначно, т.к. оно зависит от фазы напряжения в момент включения или отключения электромагнита. Если считать цепь электромагнита чисто индуктивной, т.е. ток сдвинут от напряжения на угол 90⁰, то при начальной фазе U,=0 пусковой ток будет содержать апериодическую составляющую.

; ; ; .

Учитывая, что . Это объясняет высокое быстродействие .

§ 4.11 Магнитные цепи с постоянными магнитами

Для создания Ф в ЭА используются постоянные магниты на базе магнитотвердых материалов, характеризующихся: 1)  Н_С = 100–2000 А/см, это позволяет прочно удерживать магнитную энергию; 2)  _ст.

Ч тобы образец на рисунке 4.17, выполненный из магнитотвердого материала, стал постоянным магнитом, его необходимо намагнитить внешним магнитным полем. Для этого через катушку пропускают ток  выводят на предельную петлю гистерезиса. Это будет достигнуто, если Н_ст  5Н_с, для этого в воздушном зазоре заглушка из магнитомягкого материала (это  IW). Далее убирают катушку, индукция падает до значения В_r – остаточная индукция, далее убирают заглушку G_ – Ф – В (рис. 4.18). Затем в воздушном зазоре якорь с обмоткой из магнитомягкого материала В по частной петле гистерезиса АСБ.

– коэффициент возврата (обратная магнитная проницаемость магнита).

М ДС воздушного зазора постоянного магнита:

– в электромагнитах;

H_   + H_ст  _ст = 0 – для постоянного магнита

.

Вывод:

1) МДС воздушного зазора постоянного магнита равна произведению Н_ст  l_ст, т.е. источником Ф явл. тело постоянного магнита с напряженностью Н_ст и длиной l_ст.

2) Н_ направлена встречно Н_ст. Это значит, что Ф_ идет от северного (N) к южному (S) полюсу, а в теле постоянного магнита идет наоборот.

Энергия магнитного поля воздушного зазора

Из соотношения для магнитной энергии:

W_M = 0,5I = 0,5(IW)_Ф_

W_м.б = 0,5Н_В_S_ст = 0,5Н_В_V_ = W_удV_ ,

где V_ = S_ст – объем воздушного зазора; W_уд = 0,5Н_В_ – удельная энергия воздушного зазора.

Если пренебречь потоками рассеяния (В_ст = В_), то

W_м.б = Н_стВ_стS_стl_ст/(2) = 0,5Н_стl_стV_ .

Т аким образом, при отсутствии рассеивания, магнитная энергия, сосредоточенная в воздушном зазоре, будет равняться магнитной энергии сосредоточенной в стали (W_м.б=W_н.ст). Магнитное состояние постоянного магнита, соответствующее крайним точкам кривой размагничивания характеризуется нулевой магнитной энергией. Существует точка, в которой магнит будет отдавать максимальную энергию (рис. 4.19).

В инженерных расчетах оптимальное значение В₀ и Н₀ определяется как точка пересечения кривой размагничивания с кривой ОК, проходящей через начало координат и точку (Н_с;В_r).