1. Основные характеристики и параметры электромагнитных механизмов электрических аппаратов (эа)

Полное представление о поведении электромагнитных механизмов может быть составлено при анализе мех-го сост-я этих устройств. Чаще используются не динамич., а статич. хар-ки

-Статич хар-ки

Механические и Эл/мех характеристики характеризуют переключение механизма из одного состояния в другое.

1) Эл/мех хар-ки (тяговые, нагрузочные) F_T = f(δ)(при U = const, i = const) – зависимость тяговой силы от величины зазора

2)Мех. хар-ки

Нагрузочная характеристика – зависимость Fт от напряжения или тока:

F_T = f(i)(при δ = const)

F_T = f(U)(при δ = const)

Wм – удельная энергия на ед. объёма

В_δ – среднее значение индукции в квадрате

ΔWм = В_δ*Нδ/2 = В²_δ/(2μ₀) – изменение магнитной энергии прямопропорционально квадрату индукции

ΔWм = Δwм*V = В²_δ*S*δ /(2μ₀) – изменение магн энергии над сердечником поперечного сечения S в зазоре δ (F_T = В²_δ*S/(2μ₀))

В_δ~1/ δ => F_T ~1/ δ

-Мех. хар. – завис. Сил сопр-я от величины воздуш. зазора δ

-Факторы препятствующие движению якоря:

1. реакция возвращающ. Пружины

2.реакция контактной пружины

3. потери на трение

F_К – сила р-ции контакт. пружины

F`_K – приведен. сила р-ции контакт. пружины

F_C = F`<sub>В</sub> + F`_К + F_ТР F`<sub>В</sub>*l<sub>Я</sub> = F<sub>В</sub>*l<sub>В</sub> => F`_В = F_В*l_В/ l_Я ; F`_К = F_К*l_К/ l_Я

-Рассмотрим мех. и эл/мех хар-ку для некотор. механизма.

F`<sub>В</sub>, F`_К ~ δ

δ_кас- касание якоря сердечника

Fc – должно быть между Fт. Ширина области определяет собой чувствительность механизма.

S – перемещение якоря

– работа по перемещен. якоря с места (полезная работа)

(*) – чем больше эта площадь, тем выше быстродействие мех-ма (больше кин. эн. якоря)

λ_МЕХ = W_П/W_МЕХ - коэффициент исп. мех. эн. (λ_МЕХ Х_МЕХ<1)

Чем выше λ_МЕХ тем ниже быстродействие

Вывод: Желание получить большее быстродействие механизма приводит к снижению эффективности использования по мех. энергии. А электромагниты с увеличением значения λ_МЕХ имеют увеличенное время движения. Чем ближе распологается хар-ка, тем медленнее двиг-ся якорь, но тем более быстродейственен якорь (т.к. больше энергии расходуется на него)

-Рассмотрим коэффициент запаса: он характеризуют соотношение номинального тока и установившегося значения тока срабатывания в работоспособном механизме. И определяется как отношение намагничивающей силы, соответствующего установившемуся значению тока к намагничивающей силе срабатывания.

устанавливает соотношении между I_УСТ и I_СРАБ (номин. ток), но I_СРАБ≈ I_ТРОГ => соотн. между I_УСТ и I_ТРОГ опред. запас по току, чтобы дотич уст. значе-е

K_ЗАП = Iу/Iсраб – отношение МДС

K_ЗАП≈1,4

K_ЗАП=1,5 … 2 – на практике

Для получения min врем. трог. I_ТРОГ должен составлять 70% от Iу

-Коэффициент возврата: определяет чувствительность эл/мех-ма. Является количественной мерой ширины области чувствительности эл./магн. механизма, характеризует коэф. возврата, который определяется, как отношение намагничивающей силы, соответсвующее значению тока, при котором происходит возврат якоря в первоначальное положение, к намагничивающей силе срабатывания.

K_ВОЗВ = Iотп/Iсраб

K_ВОЗВ = 0,1 … 0,8

K_ВОЗВ будет max, когда мех хар-ка приближ-ся к тяговой или уменьш-ся (Sк - Sн), т.е. уменьшение хода эл/мех-ма

Рассмотренные ранее характеристики и параметры являются основными.

Другие параметры:

1) Условная полезная работа Wпу = Fт(Sк - Sн) при i=const

2)время срабатывания t_СРАБ

3) Характеристикака нагрева – зависимость температуры обмотки от продолжительности включенного состояния

4) показатель добротности Д = вес устр-ва/Wпу

5)показатель экономичности Э = потр мощн/ Wпу