ли.
Розглянемо тепер зміна сили в часі. Згідно (4.31) сила змінюється в часі по наступному закону:
В
(4.32)
Миттєве значення сили пульсує з подвійною частотою по відношенню до частоти струму. Середнє значення сили дорівнює половині амплітудного значення:
В
(4.33)
Для тяжіння якоря необхідно, щоб середнє значення сили було більше протидіє зусилля.
Зміна сили в часі негативно позначається на роботі електромагніта. У певні моменти часу сила протидіє пружини стає більше сили електромагніта, при цьому відбувається відрив якоря від сердечника. У міру наростання сили електромагніта знову відбувається притягання якоря. В результаті якір електромагніта буде безперервно вібрувати, створюючи шум і ненормальні умови роботи механізму або контактів . У зв'язку з цим вживаються заходи для усунення вібрації.
У однофазних електромагнітах найбільшого поширення набуло використання короткозамкненого витка. Ескіз полюса такого електромагніту представлений на рис.4.4. Наконечник полюса розщеплений, і на велику його частину насаджений короткозамкнутий виток, виконаний з міді або алюмінію. Для отримання більш ясної картини приймемо, що опір стали дорівнює нулю і існує тільки один робочий зазор.
Завдяки наявності короткозамкненого витка потік відстає по фазі щодо на кут. Кожен з потоків під своєю частиною полюса створює свою силу.
В
Рис. 4.4. Полюсний наконечник з к.з. витком
У верхній частині полюса розвивається сила F рівна:
В
(4.34)
У нижній частини полюса розвивається сила F 2, рівна:
В
(4.35)
Результуюча сила, що діє на якір, дорівнює сумі сил
Якщо зобразити відповідними векторами, то амплітуда змінної складової може бути знайдена з векторної діаграми
В
(4.36)
Зазвичай електромагніт проектується таким чином, щоб мінімальна сила F MI № , що розвивається електромагнітом, була більше протидіє сили:
В
(4.37)
Очевидно, що чим менше, тим менше буде пульсація сілиІз рівняння випливає, що дорівнює нулю при. При такому співвідношенні величин в момент переходу через нуль сили сила досягає максимального значення. У будь-якій точці сума дорівнює постійної величини. Оскільки короткозамкнутий виток зменшує потік під нижньою частиною полюса, то з метою вирівнювання F cp i іетот виток охоплює більшу частину полюса (зазвичай 2 / 3 ).
Кут зсуву фаззавісіт від магнітного опору зазору R Ь2 і параметрів короткозамкненого витка
В
(4.38)
Звідки випливає, що чим більше робочий зазор, а отже, і тим менше буде кут. У зв'язку з цим короткозамкнутий виток надає позитивний ефект тільки при малих зазорах. При великих зазорах
В
і кут. Отже, ніякого зсуву фаз між потоком не буде. Індуктивний опір витка також зменшує уголпоскольку при цьому зменшується. Зазвичай
При наявності трифазного джерела живлення для зменшення вібрації можна використовувати природний зсув потоків у цій системі.
Якщо прийняти, що в магнітному відношенні всі три фази магніту симетричні і насичення відсутня, то величина сили, що розвивається під кожним полюсом, буде дорівнює:
(4.39)
Результуюча сила, що діє на якір, дорівнює сумі цих сил:
В
(4.40)
Таким чином, в трифазному електромагніті результуюча сила, що діє на якір, в часі не змінюється. Однак і в цьому електромагніті вібрація якоря повністю не усунено. При проходженні потоку в кожній фазі через нуль сила, развиваемая цією фазою, також дорівнює нулю. У результаті точка докладання електромагнітної сили переміщається. Оскільки точка докладання протидіє сили незмінна, то виникає перекочування якоря, тобто вібрація.
В
Лекція № 5
Тема лекції:
Тягові і механічні характеристики електромагнітів постійної і змінного струму. Динаміка електромагнітів, час рушання і руху. Прискорення і уповільнення спрацьовування
г) Порівняння статичних тягових характеристик електромагнітів постійного і змінного струму. Для електромагнітів генератори постійного та змінного струму величина сили може бути розрахована за формулою Максвелла
В
(5.1)
Якщо площі полюсів у електромагнітів однакові і однакові максимальні значення індукції в робочих зазорах, то максимальне значення сили в електромагніті змінного струму буде дорівнює силі, що розвивається електромагнітом постійного струму. Оскільки середнє значення сили при змінному струмі F ...
