Электромагниты переменного тока

Тяговая характеристика.Якорь ЭМ притягивается к сердечнику при подаче в обмотку как постоянного, так и переменного тока. Считая поток в магнитопроводе синусоидальным, что справедливо при синусоидальном напряжении на зажимах обмотки с пренебрежимо малым активным сопротивлением, по формуле Максвелла найдем выражение для тягового усилия:

где Фδ — магнитный поток в воздушном зазоре; S — поперечное сечение воздушного зазора; ω — круговая частота питающего тока; (Qтmах = Ф2mах/(2μ0S) — амплитуда тягового усилия, неизменного по знаку и пульсирующего с удвоенной частотой (рис. 15.5).

Притяжение якоря определяется средним значением тягового усилия Qtmed, т.е. его постоянной составляющей (см. рис. 15.5, а). Пульсирующее тяговое усилие можно представить в виде двух составляющих Электромагниты переменного тока следующим образом:

где QTmed = 0,5QTmax = Ф2mах/(4μ0S) — постоянная составляющая, т.е. среднее значение тягового усилия; QT~ = 0,5QTmaxcos 2ωt = QTmed cos 2ωt — переменная составляющая.

Из сравнения QTmed и QT следует, что при Фmах = Фδ постоянная составляющая тягового усилия ЭМ переменного тока в два раза меньше тягового усилия ЭМ постоянного тока. Значит в общем случае ЭМ постоянного тока при прочих равных условиях развивает большую силу притяжения, чем ЭМ переменного тока.

Если при постоянном (установившемся) напряжении

то при переменном напряжении, так как от δ зависит индуктивность L,

где F— тяговое усилие; w — число витков в обмотке; U — напряжение питания магнита; z — полное сопротивление обмотки; R Электромагниты переменного тока — активное сопротивление обмотки; δ — воздушный зазор.

Разной зависимостью от 8 объясняется различие статических тяговых характеристик ЭМ постоянного и переменного токов, показанных на рис. 15.5, б. Если тяговая характеристика 1 электромагнита постоянного тока круто поднимается с уменьшением δ, то тяговая характеристика 2 электромагнита, работающего на переменном токе, более пологая из-за роста индуктивности обмотки. Если R = 0, то согласно второму закону Кирхгофа приложенное к обмотке напряжение уравновешивается только ЭДС самоиндукции (е), т.е.

При Umax = const и, следовательно, Фmах = const и Фmах ≠ f(δ) тяговая характеристика ЭМ имеет вид горизонтальной прямой 3. Таким образом, форма тяговой характеристики ЭМ переменного тока зависит от соотношения активного R и Электромагниты переменного тока индуктивного XL сопротивлений цепи его обмотки.

Способы устранения вибрации якоря.Как видно из рис. 15.5, а, в некоторые моменты времени тяговое усилие QT обращается в нуль. При наличии противодействующей силы QMex, изменяющейся в соответствии с механической характеристикой ЭМ и стремящейся оторвать якорь от сердечника, это может привести к вибрации якоря: когда QMex > QT якорь отходит от сердечника, а при QT > QMex снова притягивается. Если f = 50 Гц, то якорь совершает 100 колебаний в секунду, что приводит к повышенному механическому износу и возникновению шума.

Эффективными средствами снижения вибрации якоря являются уменьшение пульсации тягового усилия с помощью магнитных экранов (короткозамкнутых витков), охватывающих часть сечения сердечника, и использование Электромагниты переменного тока многофазных ЭМ.



На рис. 15.5, в приведена конструкция части магнитопровода ЭМ с экраном и показаны направления магнитных потоков при убывании основного потока Ф. Тогда в соответствии с принципом Ленца поток Фк, создаваемый током, наведенным в экране (Э) правым потоком Фпр, будет направлен согласно с правым потоком Фпр, т. е. Ф2 = Фпр + Фк и Ф1 = Флев - Фк, где Ф1 Ф2 — суммарные потоки в воздушных зазорах.

Для того чтобы исключить вибрацию якоря, можно также использовать двух- или трехфазный электромагнит с токами в катушках, сдвинутыми по фазе.

Если с якорем сочленены инерционные механизмы, то он утяжеляется, что предотвращает вибрацию с частотой 2ω. Однако чувствительность Электромагниты переменного тока ЭМ при этом снижается.


documentavirvlx.html
documentaviscwf.html
documentaviskgn.html
documentavisrqv.html
documentaviszbd.html
Документ Электромагниты переменного тока