5.Время трогания и время движения при включении и отключении электромагнитного механизма эа

t_сраб=t_трог+ t_движ Это время можно качественно оценить

это для парал.включения обмоток(поток не изменили)

t_сраб определяется в разных случаях

1.Включение механизма

Найдем t_трог и t_движ :

уравнение равенства напряжений

Расчетное значение Ψ связано с Ф: Ψ= Фw , w-число витков обмотки

Сл-но:

Время:

t_трог

Если в момент времени t_трог магн.поток принимает значение Ψ_трог то время трогания:

(*)

Если свести этот интеграл к МДС, то:

Если магнитопровод не насыщен, то связь между магн.потоком и МДС линейная : – эквивалентная проводимость для всей системы

И в данном случае либо

Видна экспаненциальная зависимость потока от времени.

Вообще считается, что (мы получаем секунды по размерностям)

Т – постоянная времени системы

– коэф.запаса

Для ненасыщенной цепи:

Но цепь всегда насыщена.Чтобы учитывать это, надо использовать (*) и метод графического интегрирования.

(если нам это известно , то мы можем построить график )

(зная можно найти площадь S, которая и определит время трогания)

t_движ

Поступаем аналогично. При переходе из 1 в 2 мы имеем переходный процесс, где в каждый момент времени выполняется равенство напряжений.

но здесь еще появл. движ. якоря. Ему сообщается кинетическая энергия. Появляются механические параметры: U, M

э/м сила движ. якорь . - сила препятствующая движ. Я.

В момент трогания . Потом нет. - перемещение

M , где М - масса приведенная для всех подвижных элементов. U – скорость центра масс всех подвижных элементов. Центр масс – это точка приведения.

Вот система основных уравнений описывающих переходный процесс . Система нелинейная и должна решаться численно. С помощью тяговых м механических характеристик можно делать приближенное решение. Тяговая хар.:

Если знаем результирующую силу :

Сила действ. на якорь постоянна. И не зависит от перемещения якоря. Тогда уравнение (**) примет вид

Результирующую силу можно получить, если воспользоваться статическими характеристиками.

(Это наиболее часто используемы способ приближ. оценки)

Для более точного решения (**) используется графо-аналитический метод с использованием способа последовательных приближений.

6. Методы ускорения и замедления срабатывания электромагнитных механизмов эа.

В ряде случаев на практике необходимо замедлить или ускорить действие электромагнита.

Замедление действие электромагнита постоянного тока может быть достигнуто увеличением его постоянной времени, либо увеличением индуктивности самой катушки, либо последовательным включением дополнительной катушки индуктивности L (рис. а). Последнее применяется редко.

Включение параллельно катушке конденсатора С ( рис. Б) также дает замедление срабатывания. При соответствующем подборе емкости нарастание напряжения на катушке происходит постепенно по мере заряда конденсатора.

Широко применяется замедление действия электромагнита при помощи короткозамкнутого витка, имеющего малое электрическое сопротивление (рис. в). Короткозамкнутый виток (обмотка) замедляет нарастание потока при включении электромагнита и в гораздо большей степени его уменьшение при отключении электромагнита.

При отсутствии короткозамкнутого витка нарастание тока в катушке происходило бы по кривой 1 (рис.а), а потока и тяговой силы – по кривой 4. В момент времени t= тяговое усилие достигло бы значения силы трогания и якорь начал бы двигаться. При наличии короткозамкнутого витка ток в катушке будет изменяться по кривой 2, а индуцированный в витке ток – по кривой 3. Ток в витке направлен встречно току в катушке. Поток в системе обусловлен разностью токов в катушке и короткозамкнутом витке и будет нарастать по кривой 5. Поток и тяговое усилие достигнут соответственно значений через время Срабатывание электромагнита будет замедленно на время которое носит название выдержки времени на включение.

При отключении катушки и отсутствии короткозамкнутого витка ток в катушке спадал бы по кривой 1, а поток и тяговое усилие – по кривой 4 (рис. Б). Время трогания было бы . При наличии короткозамкнутого витка ток в катушке в катушке будет уменьшатся по кривой 2, а индуцированный в короткозамкнутом витке ток будет изменяться по кривой 3, т.е. система стремится препятствовать изменению потока. Поток и тяговое усилие будут спадать гораздо медленнее (кривая 5), чем при отсутствии витка. Значения тяговое усилие достигнет через время Время называют выдержкой времени на отключение.

Спадание тока в короткозамкнутом витке следует по закону

- максимальное значение индуцированного тока в короткозамкнутом витке в момент отключения; - постоянная времени короткозамкнутого витка; t – время. Таким образом, чем больше постоянная времени короткозамкнутого витка, тем медленнее будет спадать в нем ток и тем большую выдержку времени он даст.

Ускорение действия электромагнита может быть получено за счет уменьшения его постоянной времени. В этом случае наличие короткозамкнутого витка (обмотки), массивных частей магнитопровода, металлических каркасов катушки и всяких короткозамкнутых витков, образованных из крепежных и прочих деталей, лежащих на пути потока, является недопустимым, так как они будут увеличивать время действия электромагнита. Шихтованный магнитопровод также приводит к ускорению действия электромагнита.

Включение последовательно с катушкой дополнительного активного сопротивления (рис. А) приводит к уменьшению постоянной времени всей цепи и ускорению действия электромагнита. При этом катушка должна быть рассчитана только на часть напряжения сети:

Энергия теряется в этой схеме бесполезно.

Еще большее ускорение может быть получено при включении электромагнита по схеме рис. Б. В момент включения конденсатор представляет собой очень маленькое сопротивление. Сопротивление оказывается как бы шунтированным. Почти все напряжение сети оказывается приложенным к катушке, рассчитаной только на часть напряжения. Ток в катушке электромагнита быстро нарастает, и включение электромагнита ускоряется. Когда конденсатор зарядится, ток в цепи будет определяться суммарным сопротивлением , как в схеме на рис. А.