Материал: Пособие Теория электрических аппаратов

Изменение воздушного зазора между якорем и сердечником в этом случае сопровождается изменением магнитного потока, индукции B и усилия Q, вызывающего притяжения якоря и сердечника. Следовательно, магнитный поток не постоянен Ф ≠const (рис.6.7).

Рис. 6.7. Изменение магнитного потока при уменьшении зазора постоянного электромагнита

В соответствии со вторым законом Кирхгофа для электрической цепи при включении катушки будет справедливо следующие выражение:

где Ф и t – текущие координаты.

Ток в обмотке электромагнита, включенного на постоянное напряжение, нарастает по экспоненциальному закону. В некоторой точке 1

100

(рис. 6.8.) он достигает значения тока трогания i1, якорь приходит в движение, в процессе которого рабочий зазор уменьшается (точка 2), индуктивность обмотки растет, и ток в ней падает до тех пор, пока якорь не притянется к сердечнику в точке 3 (рис. 6.8.). По окончанию движения ток опять начинает возрастать, достигая установившегося значения в точке 4 (рис. 6.8.).

Рис. 6.8. Ток в обмотке электромагнита, включенного на постоянное напряжение

Энергия, сообщенная электрическому магниту, равна энергии поступившей из сети за вычетом потерь в катушке. При установившемся режиме вся энергия, поступающая из сети, расходуется на потери в ка-

изменения тока обмотки и противодействующих усилий во время срабатывания. В соответствии с энергетическим балансом (6.10) и (6.11) электромагнитное усилие магнита постоянного тока может быть найдено как:

101

Подставив формулу (6.14) в формулу (1.13) получим выражение электромагнитного усилия, записанное через параметры магнитной системы:

ражениях (6.15) и (6.16). Поэтому при малых зазорах расчётная и экспериментальная характеристики (рис. 6.9, кривые 1 и 2) будут сильно отличаться друг от друга, поскольку при малых значениях фактическая сила тяги магнита имеет конечное значение. При больших зазорах, когда магнитный поток в магнитопроводе мал и падением магнитного потенциала в стали можно пренебречь, расчётная и экспериментальная кривые совпадают.

Статические тяговые характеристики могут изменяться за счёт применения различной формы полюсов и конструктивного исполнения маг-

102

нитной системы (рис. 6.10). Выбор магнитной системы зависит от величины хода якоря. При большом ходе (до 100 мм) применяются броневые магнитные системы 1-3. При малом ходе якоря (до 10 мм) используются клапанные магнитные системы 4 и 5. При угловом перемещении якоря используются магнитные системы с поворотным якорем 6. В системах 7 и 8 при симметричном положении якоря относительно центра катушки сила эм = 0. При выходе из данного положения система меняет знак.

103

6.3. Магнитные цепи переменного тока

При использовании переменного тока якорь электромагнита существенно влияет на величину тока. Питающий ток в данном случае зависит не только от величины активного сопротивления , но и от индуктивности и индуктивного сопротивления . При большом зазоре индуктивное сопротивление мало и величина тока значительно превосходит ток при втянутом якоре. Таким образом, ток в катушке зависит от магнитного сопротивления магнитопровода, которое изменяется при изменении величины воздушного зазора (рис. 6.11). Поскольку при переменном токе

Другой отличительной особенностью магнитных систем переменного тока является шихтованная конструкция магнитопровода, которая позволяет снизить потери на вихревые токи.

– эквивалентное сечение воздушного зазора.

104