9. Сила тяги электромагнита переменного тока.

Мгновенное значение силы тяги .

Мгновенное значение силы тяги пульсирует с двойной частотой по отношению к частоте тока и напряжения. Среднее значение силы тяги .

Для притяжения якоря необходимо, чтобы это среднее значение было больше противодействующего усилия пру­жины.

Поскольку при изменении зазора амплитуда магнитно­го потока не меняется, амплитуда силы тяги от зазора так­же не зависит. Однако если учесть активное сопротивление обмотки, то, с ростом зазора магнит­ный поток в системе уменьшается, что приводит к умень­шению амплитуды силы тяги.

Изменение силы во времени отрицательно сказывается на работе электромагнита. В определенные моменты вре­мени противодействующее усилие пружины становится больше силы тяги, что вызывает отрыв якоря от сердечни­ка. Затем по мере нарастания силы тяги якорь вновь при­тягивается к сердечнику. В результате якорь непрерывно вибрирует, что нарушает работу контактов. Создается шум, расшатывается магнитная система. Для устранения вибра­ций в однофазных электромагнитах используются коротко-замкнутые витки. Наконечник полюса рас­щепляется, и на его большую часть насаживается короткозамкнутый виток из меди или алюминия.

Электромагниты проектируются так, чтобы минималь­ная сила P_min была больше противодействующей силы пру­жины Р_пр: P_min=P_cp-P_m>P_пр.

Чем меньше Р_т~, тем меньше пульсации силы тяги.

В трехфазном электромагните, если в магнитном отно­шении все его три фазы симметричны и насыщение отсут­ствует, силы тяги, развиваемые под каждым полюсом, равны:

Результирующая сила, действующая на якорь, равна сумме этих сил:

Таким образом, в трехфазном электромагните результи­рующая сила, действующая на якорь, во времени не меня­ется. Однако вибрация якоря полностью не устраняется. При прохождении магнитного потока в каждой фазе через нуль сила, развиваемая этой фазой, также равна нулю. В результате точка приложения равнодействующей силы тяги всех трех фаз перемещается по телу якоря. Поскольку точка приложения противодействующей силы неизменна, то из-за этого возникает вибрация якоря.

10. Расчет магнитных цепей по участкам.

Для определения магнитных потоков на участках магнитопровода, для которых магнитная напряженность и звестна или может быть вычислена на основании второго закона Кирхгофа, следует использовать алгоритм

по

В остальных случаях неизвестные магнитные потоки определяются на основании первого закона Кирхгофа для магнитных цепей.

В качестве примера анализа разветвленной магнитной цепи при заданных геометрии магнитной цепи на рис. 2 и характеристике В(Н) ферромагнитного сердечника определим НС , необходимую для создания в воздушном зазоре индукции В_δ.

Алгоритм решения задачи следующий:

1. Задаем положительные направления магнитных потоков в стержнях магнитопровода (см. рис. 2).

2. Определяем напряженность в воздушном зазоре Н_δ= В_δ/м₀ и по зависимости В(Н) для В₃ = В_δ- значение Н₃.

3. По второму закону Кирхгофа для правого контура можно записать Н₃l₃+Н_δδ- Н₂l₂=0, откуда находим Н₂ и по зависимости В(Н) – В₂ .

4. В соответствии с первым законом Кирхгофа Ф₁= В₂S₂+ В₃S₃.

Тогда В₁=Ф₁/S₁, и по зависимости В(Н) определяем Н₁.

5. В соответствии со вторым законом Кирхгофа для искомой НС имеет место уравнение

F₁= Н₁l₁+ Н₂l₂.