ншуються вихрові струми, що дають уповільнення наростання потоку.
Поряд з зазначеними властивостями магнітні характеристики матеріалів повинні бути стабільні (Не мінятися від температури, часу, механічних ударів). <В
Лекція № 4
Тема лекції:
Енергетичний баланс електромагніта постійного струму. Розрахунок сили тяги, формула Максвелла. Сила тяги електромагнітів змінного струму. Магнітний демпфер
СИЛА ТЯГИ Електромагніти
а) Енергетичний баланс електромагніта постійного струму. Розглянемо процес виникнення магнітного поля в найпростішому клапанному електромагніті (рис. 4.1, а). Після включення ланцюга напруга джерела врівноважується активним падінням напруги й ел. д. с. самоіндукції
В
(4.1)
Помноживши обидві частини рівняння на idt , отримаємо:
(4.2)
Зробивши інтегрування, отримаємо:
В
(4.3)
де потокосцепление до моменту часу
Ліва частина рівності являє енергію, яка витрачена джерелом струму. Перший член правої частини є втрати енергії в активному опорі ланцюга, другий-енергія, витрачена на створення поля. До тих пір, поки сила, развиваемая електромагнітом, менше сили пружини, якір електромагніту нерухомий, і потокосцепление наростало при незмінному значенні робочого зазору А - Залежність при цьому зазорі представлена кривої 1 рис ..
Припустимо, що при досягненні значення потокозчеплення Wt сила електромагніта стала більше сили пружини і якір перемістився в положення, при якому робочий зазор став дорівнює Так як при меншому зазорі провідність робочого зазору зростає, потокосцепление зросте до значення _ Величина струму при цьому збільшиться до значення 'Якщо зобразити залежність при зазорето отримаємо криву 2 рис.4.1 б . До початку рушання якоря енергія магнітного поля, запасена в ланцюзі, дорівнює:
В
(4.4)
де масштаб по осі струму, А/мм; масштаб по осі потокозчеплення, площа криволінійного трикутника Оа b , мм
В
Рис.4.1 До визначення сили тяги електромагніту
При русі якоря потокосцепление зміниться від до Енергія магнітного поля при цьому зросла на величину .4 2 , рівну:
В
(4.5)
гдеплощадь криволінійної трапеції.
При переході від зазорак зазору_ якір електромагніта скоїв механічну роботу Л 3 .
Енергія, накопичена в магнітом поле, до кінця ходу дорівнює Л 4
В
(4.6)
На підставі закону збереження енергії можна написати:
(4.7)
Механічна робота, здійснена якорем електромагніта, визначається з
В
(4.8)
Згідно рис. ця енергія дорівнює:
(4.9)
б) Розрахунок сили тяги електромагніту постійного струму. Середня сила на ході якоря від 6i до 6 2 дорівнює:
(4.10)
гдеперемещеніе якоря, а зменшення зазору.
Слід враховувати, що (рис. 4.1, а ). Тоді
Для розрахунку сили, що розвивається електромагнітом, необхідно визначити механічну роботу Л 3 , чинену електромагнітом при невеликому переміщенні якоря, після чого розділити цю роботу на зміну зазору, що в межі дає:
В
(4.11)
Сіладействует у бік зменшення зазору.
Очевидно, що для кожного елементарного переміщення якоря можна визначити своє А 3 і знайти середню силу, що розвивається на даній ділянці ходу якоря. p> Залежність тягової сили електромагніта від величини робочого зазору при незмінному значенні струму в його обмотці називається статичною характеристикою електромагніта. Величина сили може бути знайдена з допомогою рис. 4.2:
В
(4.12)
В
Рис. 4.2. До визначення сили тяги
Ця сила розвивається електромагнітом при середньому зазорі
В
(4.13)
Аналогічно визначається сила
В
(4.14)
яка розвивається при середньому зазорі
В
(4.15)
На готовому електромагніті статична характеристика може бути легко знята. Для цього в повітряний зазор електромагніту ставиться немагнітна прокладка, після чого до електромагніту підводиться напруга. За допомогою динамометра поступово збільшується протидіюча сила до тих пір, поки якір НЕ відірветься від сердечника. Ця сила в момент відриву дорівнюватиме статичному зусиллю при зазорі, рівному товщині прокладки. Після цього міняють товщину прокладки і досвід повторюють при новому значенні зазору.
Величина сили, що розвивається ...
