7.3. Тяговые характеристики электромагнитов.

Зависимость электромагнитных тяговых усилий от величины воздушного зазора между якорем и сердечником при постоянной намагничивающей силе обмотки представляет собой статическую тяговую характеристику электромагнита .

7.3.1. Электромагнит с притягивающимся якорем.

Расчет статической тяговой характеристики производится по энергетической формуле, при этом возможны два частных случая:

а) идеальный случай, при котором потоки выпучивания и магнитное сопротивление стали магнитопровода малы и ими можно пренебречь, т.е. Ф_вып=0 и R_мст=0;

Тогда вся н.с. обмотки электромагнита расходуется на преодоление магнитного сопротивления воздушного зазора и на создание тяговой силы, которая будет определяться выражением

где - магнитная проводимость воздушных

зазоров,

- магнитная проницаемость воздуха,

S - площадь полюса, ограничивающая

воздушный зазор.

Если производную магнитной проводимости

определить как

Рис.64. ,

то тяговая сила электромагнита будет равна

, (182)

т.е. обратно пропорциональна квадрату воздушного зазора. В этом случае тяговая сила при равна бесконечности. Такая тяговая характеристика называется крутопадающей.

б) реальный случай, при котором учитываются потоки выпучивания и магнитное сопротивление стали магнитопровода. Тогда одна часть н.с. обмотки (U_mb) расходуется на преодоление магнитного сопротивления воздушного зазора и создание тягового усилия, а другая часть идет на преодоление магнитного сопротивления стальных участков магнитопровода (U_mст), т.е.

. (183)

В этом случае тяговая сила электромагнита определяется только той частью н.с., которая расходуется в воздушном зазоре, а именно

, Н . (184)

Так как потоки выпучивания должны быть учтены, то магнитная проводимость воздушного зазора определяется с учетом этих потоков одним из известных способов, например, методом Роттерса. Тяговая характеристика в этом случае имеет менее крутопадающий вид и при тяговая сила имеет конечное значение из-за влияния насыщения магнитопровода, а в связи с наличием потоков выпучивания при больших зазорах тяговая характеристика будет выше идеальной (Рис.64.).

Крутизну тяговой характеристики в некоторых пределах уменьшают введением полюсных наконечников. Тогда при больших воздушных зазорах магнитная цепь не насыщена

и следовательно .