1.3.3. Тяговые силы в электромагнитах

Тяговая сила, развиваемая электромагнитом в зазоре, высчитывается по формуле, полученной на основе баланса энергии, т.е. запасенной энергии в зазоре:

(1.3.3)

где – производная магнитной проводимости рабочего воздушного зазора (определенная ранее) по этому зазору;

–МДС, приходящаяся на рабочий воздушный зазор. Так для простейшего случая при малом зазоре:

Рис. 1.3.2. Статические тяговые характеристики электромагнитов

; . (1.3.4)

Подставив данные выражения в (1.3.3) получим формулу Максвелла для электромагнитной силы:

. (1.3.5)

Для броневого электромагнита:

, (1.3.6)

Рис. 1.3.1. Параметры электромагнита

де

– удельная проводимость рассеяния;

– высота магнита,

– высота якоря (рис. 1.3.1). Эта формула учитывает и составляющую электромагнитной силы, развиваемой потоками рассеяния, так как они в данном случае также участвуют в её создании.

При изменении зазора меняется его магнитная проводимость, магнитные потоки в системе, индукция и магнитное сопротивление стали, а значит ипри постоянной мощности катушки.

Зависимость электромагнитной силы от величины воздушного зазорапри неизменных ампервитках катушки называется статической тяговой характеристикой электромагнита (). На рис. 1.3.2 приведены статические тяговые характеристики электромагнитов: 1– крутая падающая характеристика, присущая электромагнитам у которых потоки рассеяния не участвуют в создании тяговой силы (клапанные); 2 – характеристику с выраженным максимумом имеют соленоидные электромагниты без внешнего магнитопровода; 3 – пологую характеристику имеют броневые электромагниты (зазор внутри катушки), которые благодаря потокам рассеяния могут развивать большие и мало изменяющиеся силы при большом ходе якоря.

1.3.4. Согласование тяговой характеристики электромагнита с механической нагрузкой. Коэффициент запаса

Тип электромагнита и вид его тяговой характеристики выбираются в соответствии с видом характеристики противодействующих сил механизма .

Тяговая характеристика электромагнита должна лежать выше механической характеристики нагрузки (рис. 1.3.2). В случае пологой противодействующей характеристики целесообразно применять броневой электромагнит, при круто падающей характеристике – клапанный электромагнит.