92

Электромагниты (эм) Конструктивное исполнение

- ЭМ клапанного типа;

- ЭМ с втягивающимся якорем (соленоидного типа, прямоходовой ЭМ втяжной ЭМ);

- с поперечно движущемся якорем;

- ЭМ с поворотным якорем.

Характеристики

- клапанные ЭМ обладают большим усилием, хорошей чувствительностью;

- большим ходом якоря и быстродействием обладают втяжные ЭМ;

- тяговую характеристику любой формы обладают ЭМ с поперечно движущимися и поворотными якорями при соответствующем выборе профиля последних.

Ток в обмотке ЭМ постоянного тока, ток нарастает по экспоненциальному закону.

Тяговая или электромеханическая характеристика ЭМ Q_т ().

Статическая Q_т расположена выше других, ей соответствует максимальная сила электромагнитного притяжения. Кривая 1 расчетная, кривая 2 экспериментальная. Расхождение объясняется тем, что длина зазора на практике не равна нулю, во-вторых, ферромагнитный участок магнитопровода ЭМ имеет конечное магнитное сопротивление. Поэтому различие кривых 1 и 2 тем больше, чем меньше , и вследствие конечного значения магнитного потока при  = 0 не бесконечно и тяговое усилие.

Между статической и предельной динамической тяговыми характеристиками при одном и том же напряжении лежит множество динамических тяговых характеристик (см. рис.).

Вид статических Q_т () зависит от исполнения магнитных систем. Схемы А и Б дают представление об ЭМ с втягивающим якорем. В и Г – об ЭМ клапанного типа и с поворотным якорем, Е – об ЭМ без магнитопровода (соленоида). В системах Д и Е при выходе якоря из симметричного относительно центра положения тяговое усилие изменяет знак.

Динамика электромагнита

Под инерционностью ЭМ понимают запаздывание якоря по сравнению с изменениями входного напряжения. Она определяется отставанием тока в обмотке от изменения приложенного к ней напряжения и механической инерции якоря.

Динамические свойства ЭМ характеризуется t_срб и t_отп

- с началом движения якоря ток перестает нарастать по экспоненте и начинает падать до окончания движения якоря, L стремится к max значению.

Параметры t_срб и t_отп можно увеличивать или уменьшать конструктивными и схемными способами.

Для получения быстродействующих ЭМ или ЭМ замедленного действия применяют следующие конструктивные способы:

- чтобы снизить t_срб и t_отп – уменьшение вихревых токов в магнитопроводе и хода якоря; выбор достаточно большого коэффициента запаса К_з, оптимизацию размеров обмотки;

- для увеличения t_срб и t_отп – электромагнитные, механические, пневматические и гидравлические демпферы, присоединяемые к якорю. Этими средствами можно снизить эти два параметра до нескольких миллисекунд и увеличить их до десятков секунд.

Электромагнитные демпферы выполняют в виде конструктивных элементов из электропроводящего материала, помещенных в магнитное поле.

На рисунке показаны некоторые схемные способы увеличения t_срб (а – е); уменьшения t_срб (ж – и); увеличения t_отп за счет большего (к – н).

Способы устранения вибрации якоря эм переменного тока

Постоянная составляющая тягового усилия ЭМ переменного тока в два раза меньше тягового усилия ЭМ постоянного тока. Значит, в общем случае ЭМ постоянного тока при прочих равных условиях развивает большую силу притяжения, чем ЭМ переменного тока.

Если на постоянном токе , то на переменном токе , ибо от  зависит индуктивность L. Этим и объясняется различие статических тяговых характеристик ЭМ постоянного и переменного тока.

Если тяговая характеристика 1 ЭМ постоянного тока из-за постоянства числителя круто поднимается с уменьшением  - , то тяговая характеристика 2 на переменном токе более полагая, ибо здесь уменьшается и числитель из-за роста индуктивности обмотки.

Как видно из рисунка форма тяговой характеристики ЭМ переменного тока зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивлений цепи его обмотки.

В моменты времени тяговое усилие Q_т обращается в нуль, что приводит к вибрации якоря.

Одно из эффективных средств против вибрации якоря – уменьшение пульсаций тягового усилия с помощью магнитных экранов (к.з. витки), охватывающих часть сечения сердечника.

Создаваемые при этом магнитные потоки сдвинуты по фазе на угол . При этом создаваемые ими тяговые усилия сдвинуты на угол 2 и значит обращаются в нуль неодновременно. Отсюда следует, что результирующее тяговое усилие в любой момент времени отлично от нуля.