2.2 Основные характеристики.

Наиболее общими являются динамические характеристики, которые учитывают изменение намагничивающей силы электромагнита в процессе его срабатывания за счет действия э.д.с. самоиндукции и движения, а также учитывают трение, демпфирование и инерцию подвижных частей. Для некоторых типов электромагнитов (быстродействующие приводы выключателей, электромагнитные вибраторы и т.д.) знание динамических характеристик является обязательным, так как только они характеризуют рабочий процесс такого электромагнита.Однако получение динамических характеристик сопряжено с большим объемом вычислений.Поэтому во многих случаях, особенно когда не требуется точного определения времени срабатывания, ограничиваются рассмотрением статических характеристик. Последние получаются, если не учитывать влияния на электрическую цепь движущегося якоря электромагнита, а также не учитывать изменения потокосцепления по времени, т.е. считать, что ток в обмотке электромагнита неизменен.

Важнейшими характеристиками электромагнита с точки зрения его оценки являются следующие:

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

Представляет зависимость электромагнитной силы ( ) от положения якоря (S) для различных постоянных значений напряжения, подведенного к обмотке, или тока в обмотке.  при U=const  при I=const

Она должна быть такой, чтобы в любом положении якоря электромагнитная сила была больше противодействующей.

НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

Связывает значение электромагнитной силы и величину напряжения, подведенного к обмотке, или тока в ней при различных положениях якоря для

   

УСЛОВНАЯ ПОЛЕЗНАЯ РАБОТА.

Определяется как произведение электромагнитной силы, соответствующей данному положению якоря, на величину его возможного хода   при i=const. Значение условной полезной работы для данного электромагнита является функцией начального положения якоря и величины тока в обмотке электромагнита.

ВРЕМЯ СРАБАТЫВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА.

При прочих равных условиях является функцией начальной силы, противодействующей перемещению якоря

 при U=const.

ХАРАКТЕРИСТИКА НАГРЕВА.

Зависимость температуры нагрева обмотки электромагнита от продолжительности включенного состояния n_обм=f(t)

ПОКАЗАТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТА.

Отношение веса электромагнита к величине условной полезной работы

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКОНОМИЧНОСТИ.

Отношение потребляемой обмоткой электромагнита мощности к величине условной полезной работы

Все эти характеристики позволяют установить пригодность данного электромагнита к определенным условиям его работы.

Кроме перечисленных характеристик, следует рассмотреть также некоторые из основных параметров электромагнитов.

К ним относятся:

а) МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ.

Предельная мощность, потребляемая электромагнитом, может ограничиваться как величиной допустимого нагрева его обмотки,

так, в некоторых случаях, и условиями питания цепи обмотки электромагнита.

Для силового электромагнита, как правило, ограничением является его нагрев за период включенного состояния. Поэтому величина допустимого нагрева и его правильный учет при проектировании являются наиболее важным фактором. Выбор рациональной конструкции как в магнитном и механическом отношении, так и в смысле тепловых характеристик позволяет при заданных условиях получить конструкцию с минимальными габаритами и весом, а следовательно, и наименьшей стоимостью. Применение более совершенных магнитных материалов и обмоточных проводов также способствует увеличению эффективности конструкции.

В некоторых случаях электромагниты (для реле регуляторов и др.) проектируют из расчета получения максимального усилия, т.е. минимального  потребления мощности при заданной полезной работе. Такие электромагниты характеризуются сравнительно небольшими электромагнитными силами и ходами и легкими подвижными частями. Нагрев их обмоток бывает обычно значительно ниже допустимого. Теоретически мощность, потребляемая электромагнитом, может быть сколь угодно снижена путем соответствующего увеличения размеров его катушки. Практически предел этому создают увеличивающаяся длина среднего витка обмотки и длина средней линии магнитной индукции, вследствие чего увеличение размеров электромагнита становится малоэффективным.

б) КОЭФФИЦИЕНТ ЗАПАСА.

В большинстве случаев намагничивающую силу трогания можно считать равной намогничивающей силы срабатывания электромагнита.

Отношение намогничивающей силы, соответствующей установившемуся значению тока, к намогничивающей силе срабатывания (критической намогничивающей силы)носит название коэффициента запаса 

Для получения минимального времени трогания, при определенной конструкции электромагнита, ток трогания должен составлять примерно 70% установившегося тока, т.е.  .

в) КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗВРАТА.

Отношение намогничивающей силы, при которой происходит возврат якоря в первоначальное положение, к намогничивающей силе срабатывания называется коэффициентом возврата электромагнита. Коэффициент возврата имеет наибольшее значение при максимальном приближении противодействующей характеристики к тяговой характеристике электромагнита. Уменьшение хода электромагнита также повышает коэффициент возврата.

3 Схемы включения.

Рис. 3 - Схема включения электромагнита

4 Примеры отечественных и зарубежных аналогов, их основные технические характеристики.

4.1 Отечественные электромагниты.

4.1.1 Электромагнит ЭКД – 17

Электромагнит ЭКД – 17 предназначен для управления гидравлическими, пневматическими, механическими клапанами и пригоден к использованию в качестве силового элемента привода клапана дымоудаления и т.п.

Нас интересует модель электромагнита ЭКД-17, работающая от переменного тока, ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4.

Рис. 4.1.1- Электромагнит ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4.

НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА	ЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРА
Номинальное напряжение, В:
ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4	220
Потребляемый ток при температуре окружающей среды 25±10°С, А, не более:
ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4	0,6
Ход якоря, мм, не менее	10±1
Тяговое усилие, развиваемое электромагнитом при радиальном воздействии на шток якоря, Н(кгс/см?):
ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4	30,0(3,0)
Номинальная потребляемая мощность, Вт, не более:
ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4
- max активная мощность	35
- max полная мощность	150
Масса якоря, кг, не более	0,115
Габаритные размеры, мм, не более:
- длина	100
- ширина	65
- высота	90
Время срабатывания якоря, сек., не более	2
Масса электромагнита, кг, не более	0,650