§ 3. Электромагнитные силовые устройства Тяговые электромагниты

Тяговые электромагниты широко применяют для дистанционного управления вентилями, кранами и задвижками в пневмо-и гидроцепях, в зажимных и тормозных устройствах и в других случаях, когда требуется быстрое перемещение рабочих органов машин на небольшое, строго определенное расстояние.

Промышленность выпускает тяговые электромагниты постоянного и переменного тока. В литейном производстве применяются преимущественно однофазные электромагниты переменного тока с тяговым усилием 15…250 (1,5—25) кгс с максимальным ходом якоря 25…50 мм.

При протекании тока по катушке 1 (рис. 16, а) возникает магнитный поток, замыкающийся через сердечник 2 и якорь 3, набранные из листовой электротехнической стали. Якорь при этом втягивается в катушку, так что в конце хода магнитный поток полностью замыкается через сталь сердечника и якоря. При изменении воздушного зазора х меняется магнитное сопротивление магнитопровода, что ведет к изменению индуктивности катушки, и, следовательно, тока в ней. Поэтому при втягивании якоря ток в катушке уменьшается (рис. 16,б). Тяговое усилие Р электромагнита по мере уменьшения зазорах увеличивается.

Магнитный поток и, следовательно, усилие, действующее на якорь, при однофазном токе пульсируют с двойной частотой, принимая через каждый полупериод нулевое значение, что приводит к сильной вибрации и гудению якоря. Для устранения этого явления на торце якоря устанавливают демпферный виток 4, представляющий собой короткозамкнутый виток или медную рамку. Магнитный поток наводит в демпферном витке э. д. с., под действием которой в нем, как во вторичной обмотке трансформатора, возникает ток. Созданный им магнитный поток не совпадает по фазе с основным. Поэтому суммарный магнитный поток ни в один момент времени не равен нулю, что исключает вибрацию якоря.

Однофазные тяговые электромагниты допускают 1000…4000 включений в час. Время срабатывания около 0,01 с. В каталогах приводятся номинальный ход х_н и номинальное усилие р_н , соответствующее моменту трогания (рис. 16,б), по которым подбирается электромагнит для конкретного механизма.

Недостатком тяговых электромагнитов является непостоянство тягового усилия при перемещении якоря (рис. 16,6). Возрастание тягового усилия Р в конце хода якоря приводит к увеличению скорости якоря и сильному удару, что ограничивает их применение в ряде машин.

Примером применения тяговых электромагнитов (тянущего, а чаще толкающего типа) могут служить электромеханические тормозные устройства (рис. 17). Обмотка электромагнита Эм включается параллельно двигателю. Когда двигатель подсоединяется к сети контактором К1 (см. гл. IV, § 1), втягивается якорь электромагнита, растягивая пружину 1 и отводя колодку 2 от тормозного шкива 3. При выключении двигателя электромагнит отключается, его якорь отпадает, а пружина прижимает колодку к тормозному шкиву, обеспечивая механическое торможение машины.

Своеобразной разновидностью тяговых электромагнитов переменного тока являются электромагнитные вибраторы, применяемые в литейном производстве для привода вибрационных транспортеров, питателей, дозаторов, сит и т. д. Сердечник 1 электромагнитного вибратора (рис. 18, а) демпферных витков не имеет. Поэтому при питании обмотки 2 вибратора переменным током на якорь 3 действует пульсирующая электромагнитная сила.

Якорь вибратора закреплен на лотке4 питателя, соединенном с основанием 6 через пластинчатые пружины (рессоры) 5, благодаря чему может вместе с лотком совершать вынужденные колебания. Сердечник вибратора вместе с обмоткой закреплен на основании 6. Весь питатель монтируется на упругих амортизаторах 7. Для него не требуется массивный фундамент. Питатель можно подвешивать непосредственно к бункеру для сыпучих материалов. Питание обмотки вибратора осуществляется по схеме, приведенной на рис. 18, б. При нижнем по схеме положении переключателя В напряжение от автотрансформатора непосредственно подается к обмотке вибратора 0В. Частота электромагнитной силы, воздействующей на якорь вибратора, равна удвоенной частоте сети. При верхнем по схеме положении переключателя В обмотка вибратора питается пульсирующим напряжением через вентиль Д. Частота возмущающей силы равна частоте сети. Преимуществом рассмотренного вибратора является возможность плавного регулирования амплитуды колебаний, а, следовательно, и производительности машины путем изменения напряжения, подводимого к его обмотке.