Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭиЭА Лекции.docx
Скачиваний:
528
Добавлен:
29.12.2016
Размер:
1.62 Mб
Скачать

5.1.6. Короткозамкнутый виток

Если отрывное усилие электромагнита будет Ротр, то дважды за период в точкеА (рис. 5-5,в) якорь электромагнита будет отпадать, а в точкеВ — снова притягиваться, т. е. будет вибрировать с двойной частотой. Вибрация приводит к износу магнитной системы и сопровождается гудением.

Для устранения вибрации электромагниты переменного тока снабжаются ко-роткозамкнутыми витками (рис. 5-6, а) из проводниковых материалов (медь, латунь), охватывающими часть полюса электромагнита (70 — 80%).

Принцип работы витка заключается в следующем. Общий поток электромагнита Ф разветвляется на поток Ф1, который проходит по не охваченной витком части полюса, и на поток Ф2, который проходит через часть, охватываемую короткозамкнутым витком. При этом в витке индуцируется ЭДСеКЗ и возникает токiКЗ, сдвинутый по отношению кеКЗ, на угол0и определяемый весьма незначительной индуктивностью витка. Для упрощения принимаем

0 = 0. ТокiКЗвозбуждает магнитный поток Фкз, который охватывает короткозамкнутый виток и вместе с частью основного потока образует поток Ф2,

Рис. 5-5. Кривые изменения силы притяжения электромагнита переменного тока без короткозамкнутого витка

проходящий через часть полюса, охваченную витком, и сдвинутый во времени по отношению к потоку Ф1на угол(рис. 5-6,б и в).

Сила притяжения электромагнита Р складывается из двух пульсирующих, но сдвинутых во времени силP1иР2 (рис. 5-6, г). Благодаря сдвигу их во времени общая силаР пульсирует много меньше и минимальное значение ее остается выше Ротр, чем и исключается вибрация якоря.

Каждая из сил P1 иР2 может быть представлена в виде двух составляющих:

Р1 = - cos 2t; (5-31)

Р2 = - cos 2(t-); (5-32)

Полная сила

Р = +. (5.33)

Р = +-постоянная составляющая;

-переменнаясоставляющая.

Амплитудное значение Р12т (рис 5-6,д) переменной составляющей

Р12т =. (5-34)

тогда полная сила

Р = +-. (5-35)

Как видно из уравнения (5-35), пульсация зависит от угла сдвига , между потокамиФ1 и Ф2. Под пульсацией силы понимают отношение амплитудных значений переменной и постоянной составляющих:

=. (5-36)

Пульсация будет отсутствовать при Р12т = 0. Это возможно при одновременном выполнении двух условий: '

  1. Р1m/2 = Р2m|/2, т.е. Ф1= Ф2;

  2. 2=, т. е. угол сдвига между потоками Ф1и Ф2должен быть 90°.

Рис. 5-6. Принцип работы короткозамкнутого витка в электромагнитных системах переменного тока

В системах с короткозамкнутым витком достигнуть сдвига потоков на 90° практически невозможно. В осуществляемых системах = 50 ... 80°. Минимальное значение пульсации получается при соблюдении первого условия.

5.1.7. Статические тяговые характеристики электромагнитов и механические характеристики аппаратов

Для удерживающих электромагнитов интерес представляет только сила Р, создаваемая электромагнитом при неизменном (притянутом) положении детали.

Для притягивающих электромагнитов нас интересует зависимость создаваемого электромагнитом усилия от рабочего зазора Р=f() или зависимость момента от угла раствора якоряМ =f(), так как для приведения в действие того или иного аппарата необходимо преодолеть его противодействующие силы, изменяющиеся по ходу якоря у разных аппаратов по-разному. Примеры тяговых характеристик некоторых электромагнитов приведены на рис. 5-7.

Под механической характеристикой аппарата понимают зависимость суммарной силы сопротивления, противодействующей перемещению подвижной системы, от хода якоря. Суммарная сила сопротивления складывается из противодействующих сил отключающих и контактных пружин, веса подвижной системы и сил трения в подшипниках и шарнирах между подвижными деталями. При этом противодействующие силы пружин и веса всегда направлены в одну сторону независимо от направления перемещения якоря, силы трения меняют свое направление в зависимости от направления движения якоря. Характеристики обычно строятся: для прямоходовых подвижных систем в осях «противодействующая сила Ротр.— рабочий зазор», для поворотных магнитных систем в осях «противодействующий момент Мотр– угол поворота», где Ротр

Рис. 5-7. Статические тяговые характеристики некоторых электромагнитных систем:

1 – 8 – формы систем и соответствующие им характеристики

.и Мотр– соответственно отрывные усилие и момент.

При включении

Ротр.= Рпруж.= G+ Ртр(5-37)

соответственно

Мотр= Мпруж.= МG+Mтр; (5-38)

при отключении

Ротр.= Рпруж.= G- Ртр(5-39)

и соответственно

Мотр= Мпруж.= МG-Mтр; (5-40)

где Рпруж— усилия, создаваемые отключающими и контактными пружинами;Gвес подвижной системы, в зависимости от конструкции вес может противодействовать ( + ) или помогать ( —) включению; где Ротрсилы трения.

Рис. 5-8. Механические характеристики контактора: а – при включении; б – при отключении

В общем случае механическая характеристика представляет собой ломаную линию (рис. 5-8). В качестве примера рассмотрим построение механической характеристики электромагнитного контактора при включении и отключении. В точке 1действуют вес подвижной системы (кривая1), сила отключающей пружины (кривая 2) и силы трения (кривая 3). При движении якоря Ротрвозрастает за счет дополнительного сжатия отключающей пружины. В точке2происходит соприкосновение контактов, при этомРотр возрастает сначала скачкообразно за счет начального нажатия (кривая4), а затем плавно за счет дополнительного сжатия контактных пружин. Кривая 5 представляет собой сумму кривых1—4 и является механической характеристикой рассматриваемого аппарата.

Тяговая характеристика Р (кривая6) представляет собой зависимость силы притяжения электромагнита от зазора (соответственно зависимость момента притяжения от угла поворота якоря). Движение якоря начнется, когда электромагнитная сила притяжения при=1станет больше противодействующей. Для обеспечения четкого и надежного включения аппарата тяговая характеристика должна лежать выше механической и соответствовать ей. В зависимости от конструкции и рода тока электромагнита могут быть получены различного рода статические тяговые характеристики, как это показано на рис. 5-7.

Расположение катушки в магнитной системе относительно рабочего зазора в значительной степени определяет поток рассеяния. Таким образом, при данной

МДС значение силы притяжения электромагнита также зависит от расположения катушки в магнитной системе. Большая сила притяжения получается, когда рабочий зазор расположен внутри катушки. При этом катушка должна быть смещена в сторону якоря.

Соседние файлы в предмете Электрические и электронные аппараты