3. Потребляемая электромагнитным механизмом контактного эа реактивная мощность; оценка качества потребляемой реактивной мощности при последовательном и параллельном включении.
Расход эл.эергии зависит от порядка включения обмоток устройства.
1.Параллельное включение. (Процесс опишем на плоскости Ψ, i.
Ψ – потокосцепление, соответствующая срабатыванию устройства
(.)1 - Достигает iнач , которое соответствует троганию якоря.
(.)2 – Якорь меняет свое положение , приходя в конечное положение.
– это энергия ,
запасенная в устройстве
- это энергия
компенсации потерь противоЭДС
2.Последовательное включение.
Рис.
(.)1 достигает iнач потом ток не меняется, т.к. зависит от внешних устройств.
Энергия на (1-2) расходится на поддержание нужного значения магн.потока:
- для преодоления сил сопр.якоря.
- на перемещение якоря.
1-2 – это перемещение якоря из нач. в конечное положение.
Выражения для параллельной обмотки.
Ψm=
сл-но Iнач
=
Начальное значение магн.энергии:
Wmнач
=
Ψ
Iнач
I=Iк
=
Wmкон
=
Ψ
Iк
Тогда изменения энергии при переходе из (.)1 в (.)2:
ΔWm = Ψ( Iнач - Iк ) = ΔА Это изм.энергии расходуется на совершение полезной работы.
Известоно, что значение Ψ в момент срабатывания:
Ψ=
Δ
I = 4
ΔА
ΔQ = Δ I – реактивная мощность, потребляемая из сети, нажная для срабатывания механизма.
ВЫВОД: Для того, чтобы эл.механизм сработал(совершил работу по перемещению якоря), необходимо потребление определенной реактивной мощности из питающих устройств сети.
Увеличив частоту сети, мы увеличиваем потребляемую реактивную мощность. ΔQ~f
В момент срабатывания, чтобы механизм был надежен, мы считаем ,что Uуст = kзап
Тогда (ΔQ)потр = kз ΔQ
Но даже когда якорь уже притянут, то все равно из сети берется энергия для компенсации падения магн.потока в стали.
(ΔQ)потр = kз ΔQ + Qк
Величина
есть мера качества потребляемой
реакт.мощности.
Выражения для последовательной обмотки.
Здесь ток не меняется но есть Δ Ψ
4.Сравнение э.Механизмов постоянного и переменного тока
1.По тяговому усилию:
При заданной площади сечения полюсов, образующий рабочий в.зазор, средняя величина силы(по площади):
В э/м перем.тока в 2 раза меньше, чем в э/м пост.тока. Это значит, что использование железа в случае перем.тока по крайней мере в 2 раза хуже, чем в пост.тока. А если сдвиг фаз не равен 900, то различие может быть больше!
2.По весу:
При заданных силе тяги и ходу якоря:
Э/м перем.тока значительно большего веса, чем э/м пост.тока(надо в 2 раза больше стали(как мин.) и больше меди для обеспечения определенной величины кажущейся мощност )
3.Необходимый минимум реактивной мощности:
Реактивная мощность в момент включения э/м перем.тока однозначно связана с величиной мех.работы, которую надо получить от э/м. Она не может быть снижена путем увеличения его размеров.
В э/м пост.тока такой связи нет. Если не касается вопроса о быстродействии, то потребляемая мощность может быть уменьшена через увеличение размеров.
4.По влиянию вихревых токов:
Необходимость уменьшения потерь от вихр.токов в э/м перем.тока требует шихтовки и разрезности исполнения этих конструктивных элементов.
В э/м пост.тока такое надо только для быстродействия магнитов. Такое исполнение уменьшает заполнение объема стали(ухудшает). А также предопределяет форму заполнения магнитопровода, а это приводит к изменению ср.ветка обмотки(она увеличивалась) и другим конструкт. и технологич. особенностям.
Потери на в.токи и намагничивание для э/м перем.тока увеличивают нагрев и эл.потребление. В э/м пост.тока данное ограничение не существует.
ПРИМЕНЕНИЕ:
В обычных стац.промышленных установках питающихся от сети перем.тока достаточной мощности многие минусы э/м перем.тока не являются препядствием для их использования.Больш. потр. реакт. мощности в начале хода несущественно отражается на др.потребителях. А потом потребл. мощность не велика.
Есть еще ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ э/м.