2.1. Выбор материала магнитной системы.

Для изготовления магнитопроводов электромагнитов постоянного и переменного тока применяют магнитномягкие материалы. Основной характеристикой магнитного материала является зависимость величины магнитной индукции от напряженности магнитного поля . Эти зависимости для ряда материалов приведены в приложении В.

Детали магнитопроводов электромагнитов постоянного тока изготовляются из прутков, полос и листов или отливаются. Для маломощных электромагнитов, например реле, а в ряде случаев и контакторов, целесообразно применять низкоуглеродистые низкокоэрцитивные электротехнические стали марки Э и ЭА. Кроме малой величины коэрцитивной силы эти стали имеют высокое значение максимальной относительной магнитной проницаемости.

У электромагнитов средних размеров, если отсутствуют жесткие требования к снижению коэрцитивной силы и высокой магнитной проницаемости, детали магнитопровода целесообразно изготовлять из качественной конструкционной низкоуглеродистой стали марок 05, 08, 10.

У электромагнитов больших размеров магнитопровод целесообразно изготовлять из чугуна. Для меньшей массы и габаритов применяются детали, отлитые из низкоуглеродистой стали.

2.2. Выбор магнитной индукции

Выбор величины индукции в рабочем воздушном зазоре электромагнита следует сделать с учетом того, что при втягивании якоря сила тяги должна увеличиваться так, чтобы она оставалась больше силы сжатой пружины тормоза (противодействующей силы), которая линейно возрастает при уменьшении воздушного зазора. Следовательно, индукцию в воздушном зазоре при отпущенном якоре необходимо выбирать такой величины, чтобы при движении его она могла свободно возрастать. Сила тяги при этом также будет увеличиваться.

Состояние намагниченности стальных участков магнитной цепи электромагнита характеризуется рабочей точкой на кривой намагничивания материала рассматриваемого участка. Ферромагнитный материал эффективно используется, если рабочая точка на его кривой намагничивания ни в одном из режимов (состояний) не оказывается глубоко в зоне насыщения, где напряженность поля сильно возрастает. Граница зоны насыщения устанавливается указанием величины индукции, называемой индукцией насыщения (рис. 2.2), которая выбирается в области колена кривой намагничивания.

Таким образом, на основании сказанного можно утверждать, что индукция в воздушном зазоре при отпущенном якоре должна быть меньше для выбранного материала сердечника. Обычно

.

Рис.2.2. Определение индукции в зазоре при отпущенном якоре

Следует учитывать, что при более высокой величине индукции в воздушном зазоре пари отпущенном якоре масса сердечника уменьшается, но увеличивается индукция во всех участках магнитопровода и, как следствие, требуется большая намагничивающая сила обмотки и ее масса. Обмоточная медь материал дорогой, поэтому стоимость электромагнита будет завышена.

Необходимо также отметить, что при построении кривых намагничивания магнитных материалов (приложение В) на горизонтальной оси (ось H) нанесена логарифмическая шкала. Для выбора величины индукции в соответствии с приведенными рекомендациями график кривой намагничивания выбранного материала следует перестроить с линейной шкалой на оси H.

Максимальное значение индукции в сердечнике при отпущенном якоре выбирается в пределах 0.8 – 1.0 Т.

С целью оптимального использования стали максимальное значение индукции в сердечнике при притянутом якоре целесообразно принимать близкой к индукции насыщения . Для низкоуглеродистой электротехнической стали марок Э и ЭА и для конструкционной стали марок 05, 08, 10, 15 величина может достигать 1.4 – 1.6 Т.