6.2. Тяговая статическая характеристика электромагнита постоянного тока

В электромагнитах постоянного тока электромагнитный поток создаётся обмоткой постоянного тока. Действие не зависит от направления тока.

Тяговая статическая характеристика электромагнита постоянного тока - зависимость силы магнитного притяжения от величины зазора.

- сила магнитного притяжения обратно пропорциональна величине зазора. Якорь по мере притягивания двигателя с ускорением, сила всё время увеличивается.

Согласование тяговой характеристики с нагрузкой электромагнита производится путём построения в одних осях тяговой характеристики и характеристик противодействующих пружин (рис.6.1.б). Такое согласование даёт возможность сделать заключение о работоспособности электромагнита.

Для нормального срабатывания ЭММ необходимо, чтобы тяговая характеристика во всём диапазоне изменения хода якоря (от начального зазора δ_н до конечного δ_к) проходила выше характеристик противодействующих пружин. После замыкания контактов (зазор δ_кон) силе магнитного притяжения начинает противодействовать сила контактных пружин F_кп, сила противодействующих пружин F_п + F_кп, в этот момент возрастает скачком, а затем монотонно. Для чёткого возврата, отпускания якоря, необходимо, чтобы тяговая характеристика проходила ниже противодействующих характеристик. Если будет общая точка, то происходит зависание электромагнита.

6.3. Динамика срабатывания электромагнитов постоянного тока

Кривая нарастания тока в катушке при включении электромагнита постоянного тока приведена на рис. 6.1.в

Участок 0-a. Ток мал, тяговое усилие электромагнита меньше силы противодействующих пружин, якорь неподвижен. Время от момента приложения напряжения до момента трогания якоря – время трогания на включение t_тр.

Участок a-b. Точка а соответствует моменту, когда тяговое усилие электромагнита начинает превышать силы противодействующих пружин. Якорь трогается и движется до момента соответствующего конечному зазору δ_к. Точка b соответствует остановке якоря. Время от момента трогания до момента остановки якоря – время движения t_движ.

Участок b-с. Ток катушке нарастает до установившегося значения.

t_тр + t_движ – время включения.

Отключение электромагнита осуществляется путем обрыва тока в катушке. В зависимости от скорости гашения дуги на контактах выключающего аппарата ток в катушке и магнитный поток будут уменьшаться по некоторой кривой. В некоторый момент времени тяговое усилие электромагнита становится меньше силы противодействующих пружин, якорь начнет двигаться в положение соответствующее начальному зазору δ_н. Время от начала обрыва тока в катушке до момента трогания якоря – время трогания на отключение.

Время от начала момента трогания до остановки якоря – время движения.

Время трогания на отключение + время движения – время отключения.

6.4. Замедление действия электромагнита при помощи короткозамкнутого витка.

В некоторых случаях необходимо замедление или ускорить действие электромагнита. Широко применяется замедление действия электромагнита при помощи короткозамкнутого витка, имеющего малое электрическое сопротивление (рис.6.1. г)

При включении питающей обмотки в магнитной цепи нарастает магнитный поток Ф₁. Этот поток наводит в короткозамкнутом витке э. д. с. Последняя вызывает ток такого направления, при котором магнитный поток короткозамкнутого витка Ф₂ направлен навстречу потоку Ф₁. Результирующий поток равен алгебраической сумме этих потоков.

При отсутствии короткозамкнутого витка нарастание магнитного потока Ф и соответствующей ему силы магнитного притяжения F_м происходило бы по кривой 1 рис.6.1.д

При наличии короткозамкнутого витка скорость нарастание суммарного магнитного потока Ф и соответствующей ему силы магнитного притяжения F_м уменьшается и происходит по кривой 2 рис.27. При этом поток и сила магнитного притяжения достигнут требуемого для трогания значения через время t₂ > t₁. Время включения будет замедленно на время ∆t – выдержку времени на включение.

При отключении электромагнита замедляющий эффект выше 8-12 раз, чем при включении.