2. Описание установки

Установка для испытания состоит из исследуемых электромагнитов и (рис.6.4), смонтированных вместе с динамометрами. Электромагнит снабжен также сигнальным выключателем , отключающим сигнальную лампочку . Тумблеры , , служат для включения цепи питания и цепи сигнализации электромагнитов ( - включает броневой электромагнит, - клапанный и - переключает потенциометры для изменения силы тока). Электромагниты укреплены неподвижно. Сила, отрывающая якорь, создается с помощью гайки-штурвала и измеряется динамометром. Значение рабочего зазора устанавливаются с помощью немагнитных прокладок определенной толщины. Для фиксации момента начала перемещения якоря служит сигнальное устройство, отключающее сигнальную лампочку при малейшем перемещении якоря.

Рис.6.4. Электрическая схема лабораторной установки

Значения силы тока в катушках устанавливаются реостатами и .

3. Приборы и оборудование

3.1. Броневой электромагнит - РC-24, 100 В, 2 А.

3.2. Клапанный электромагнит - РЭ-500, 12 В, 1,56 А.

3.3. Реостат - РСПС, последовательное соединение 0,7 А, 690 Ом; параллельное соединение 1,4 А, 690 Ом.

3.4. Реостат - РСП 2, 1 А, 260 Ом.

3.5. Амперметр - М367, 1 А

3.6. Тумблеры ( , , ).

3.7. Сигнальная лампа .

3.8. Автоматические выключатели ( , ) - А3161, =110 В, 220 В, 15 А.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Ознакомиться с конструкциями электромагнитов и установкой для их испытания.

4.2. Собрать схему испытаний в соответствии с рис.6.4.

4.3. Экспериментально определить значения тяговой силы для 8-10 различных рабочих зазоров при трех неизменных значениях тока в обмотке, взятых по указанию преподавателя, и занести их в табл.6.1.

4.3.1. Включить выключатели и .

4.3.2. Установить минимальный рабочий зазор из ряда заданных значений.

4.3.3. Подать напряжение на исследуемый электромагнит переключением тумблеров , и в соответствующее положение: - подает напряжение на броневой электромагнит; - на клапанный электромагнит.

4.3.4. Установить реостатами и одно из заданных преподавателем значений силы тока в обмотке с контролем значения по показаниям амперметра . Включение сигнальной лампы означает, что якорь электромагнита притянулся.

4.3.5. Изменяя при помощи гайки-штурвала силу, действующую на якорь, заметить по динамометру величину усилия, при котором происходит отрыв якоря.

4.3.6. Аналогично определить значение тяговой силы при всех рабочих зазорах, выполнив для каждого из них действия, описанные в пунктах 4.3.3 - 4.3.5 (зазоры устанавливать с помощью прокладок).

4.3.7. Повторить действия, описанные в пунктах 4.3.2-4.3.6 и определить значения тяговой силы при значениях тока в обмотке, рекомендованных преподавателем.

Таблица 6.1

Значения воздушного зазора , мм	Опытные значения тяговой силы , Н, при токе			Расчётные значения тяговой силы , Н, при токе =…A
	=…A	=…A	=…A

4.4. Экспериментально определить значения тяговой силы для различных значений силы тока, протекающего по катушке электромагнита, при трех значениях рабочего зазора, взятых по указанию преподавателя, и занести их в табл.6.2.

Таблица 6.2

Значение силы тока в обмотке , A	Опытные значения тяговой силы , Н, при зазоре
	=…мм	=…мм	=…мм

4.4.1. Включить выключатели и .

4.4.2. Установить с помощью прокладок рабочий зазор , равный по величине одному из указанных преподавателем значений.

4.4.3. Подать напряжение на исследуемый электромагнит переключением тумблеров , и в соответствующее положение.

4.4.4. Установить реостатами и минимальное значение силы тока в обмотке, при котором электромагнит срабатывает (о срабатывании сигнализирует загорание лампочки ).

4.4.5. Изменяя при помощи гайки-штурвала силу, действующую на якорь, заметить по динамометру значение усилия, при котором происходит отрыв якоря.

4.4.6. Увеличить реостатами и значение силы протекающего по обмотке тока на 0,1 А.

4.4.7. Повторить действия, описанные в пунктах 4.4.5 и 4.4.6 - 8-10 раз.

4.4.8. Повторить действия, описанные в пунктах 4.4.2 - 4.4.7 для каждого заданного значения рабочего зазора .

4.5. Рассчитать статическую тяговую характеристику электромагнита при одном из указанных преподавателем значений силы тока в обмотке для рабочих зазоров, рассмотренных в пункте 4.3 и занести в табл.6.1.

4.6. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения силы тока, зазора и систематическую погрешность между силами и .

Расчет силы производится согласно следующим допущениями и указаниям:

А. Для броневого электромагнита:

1. Магнитная система не насыщена.

2. Расчет магнитных проводимостей производим по упрощенным формулам.

Тяговая сила:

Магнитная проводимость и магнитное сопротивление рабочего зазора для конического стопа:

.

Удельная магнитная проводимость потоков рассеяния:

.

Магнитная проводимость и магнитное сопротивление для потоков рассеяния:

.

Магнитную проводимость нерабочего зазора между якорем и «воротничком» достаточно вычислить по упрощенной формуле проводимости между двумя параллельными поверхностями.

Здесь:

- полная намагничивающая сила катушки;

- магнитодвижущая сила, приходящаяся на рабочий зазор;

- рабочий зазор, = 4, 6, 12, 20, 28 мм;

- число витков обмотки, = 3200 витков;

- высота намотки обмотки, = 80 мм;

- длина части якоря, находящейся в обмотке электромагнита, ;

- внутренний диаметр цилиндрического магнитопровода, = 60 мм;

- диаметр якоря, = 26,5 мм;

- угол при вершине конуса якоря, ;

- магнитная постоянная, Гн/м.

Б. Для электромагнита клапанного типа

1. Магнитная система не насыщена.

2. Расчет магнитной проводимости рабочего воздушного зазора производится методом вероятных путей потока.

Рис.6.5 Расчетная схема клапанного электромагнита.

3. При вычислении проводимостей зон 1, 2 и 3, (рис.6.5), считается, что соответствующие объемы образуются не между наклонными плоскостями полюсного наконечника и якоря, а между параллельными плоскостями с расстоянием между ними . Тяговая сила электромагнита, эскиз магнитной системы которого приведен на рис.6.5, определяется по формуле:

,

где - магнитодвижущая сила, приходящаяся на рабочий зазор; = 1480 - число витков намагничивающей катушки; - первая производная проводимости рабочего зазора.

Проводимость зоны 1:

,

где = 56 мм, = 17,5 мм.

Проводимость зоны 2:

.

Проводимость зоны 3:

,

где = 7 мм.

Полная проводимость рабочего воздушного зазора

.

Первая производная полной проводимости рабочего воздушного зазора:

Гн/см.