C p одно F m /2, то середня сила, що розвивається електромагнітом змінного струму, в 2 рази менше сили, що розвивається електромагнітом постійного струму.
Таким чином, при тій же витраті стали електромагніт постійного струму розвиває в 2 рази більше зусилля, ніж електромагніт змінного струму.
Тепер порівняємо характеристики F = f (б) для електромагнітів постійного і змінного струму клапанного типу. Як було показано, із зростанням зазору величина сили змінюється обернено пропорційно квадрату зазору. У зв'язку з цим клапанний електромагніт постійного струму або має малий робочий хід якоря, щоб розвинути велику силу, або котушка повинна мати велику н. с, щоб створити необхідний потік при великому опорі повітряного зазору.
У електромагніті змінного струму середня сила в 2 рази менше, ніж у електромагніта постійного струму за тієї ж значенні індукції. Однак зі зростанням зазору, з одного боку, зростає магнітне опір робочого зазору, з іншого - зростає струм в обмотці, так що потік в робочому зазорі падає тільки за рахунок активного падіння напруги в обмотці. Таким чином, електромагніт змінного струму як би має автоматичну форсировку. При великому зазорі створюється велика н. с. обмотки, яка забезпечує необхідну величину потоку в робочому зазорі. У зв'язку з цим електромагніти змінного струму можуть працювати при відносно великих ходах якоря.
Основи теорії, динаміка роботи і час спрацьовування електромагнітів
У більшості електромагнітів, що мають обмотку напруги, процес спрацьовування має динамічний характер.
Після включення обмотки електромагніта відбувається наростання магнітного потоку до тих пір, поки сила тяги стане дорівнює протидіє силі. Після цього якір починає рухатися, причому струм і магнітний потік змінюються за вельми складного законом, обумовленому параметрами електромагніту і протидіє силою. Після досягнення якорем кінцевого положення струм і магнітний потік продовжуватимуть змінюватися до тих пір, поки не досягнуть сталих значень. Час спрацьовування електромагніта - це час з моменту подачі напруги на обмотку до моменту зупинки якоря:
В
де - час рушання, що представляє собою час з початку подачі напруги до початку руху якоря; - час руху, тобто час переміщення якоря з положення при зазорі до положення при зазорі.
До моменту зупинки якоря перехідний процес ще не закінчений і струм в обмотці продовжує зростати від значення до усталеного значення.
Розглянемо докладно всі ці стадії для електромагніта постійного струму з обмоткою напруги.
а) Час рушання.
Після включення ланцюга напруга джерела врівноважується активним падінням напруги і проти-ЕРС обмотки:
U
Так як в початковому положенні якоря робочий зазор відносно великий, то магнітну ланцюг можна вважати не насиченою, а індуктивність обмотки - постійною. Оскільки і, можна перетворити:
.
Рішення цього рівняння має вигляд
,
де - стале значення струму; - постійна часу ланцюга.
Ток обмотки, при якому починається рух якоря, називається струмом рушання, а час наростання струму від нуля до - часом рушання.
Для моменту рушання вираз для струму можна записати у вигляді
В
Вирішивши щодо , отримаємо
.
Час рушання пропорційно постійної часу Т і залежить від ставлення, збільшуючись з наближенням цього відношення до одиниці.
б) Рух якоря.
Як тільки починається рух якоря (точка а на рис.1), зазор зменшується і його магнітна провідність зростає і індуктивність обмотки збільшуються, оскільки . Так як при русі якоря індуктивність змінюється, то прийме вигляд
.
При русі якоря тому і починають зменшуватися, оскільки сума всіх доданків дорівнює незмінному значенню напруги джерела U . Залежність струму від часу показана на рис. Чим більше швидкість руху якоря, тим більше спад струму. У точці b , відповідної крайнього положення якоря, зменшення струму припиняється. Далі струм змінюється за законом
В
де-постійна часу при.
Початок руху якоря має місце при (мал.). При русі якоря струм спочатку ще трохи наростає, а потім падає до значення, меншого. Таким чином, під час руху якоря, коли зазор змінюється від початкового до кінцевого, струм в обмотці значно менше сталого значення. Тому і сила тяги, развиваемая електромагнітом в динаміці, значно менше, ніж у статиці прі. p> в) Відпускання електромагніта . p> При розмиканні ланцюга обмотки електромагніта магнітний потік в ньому починає зменшуватися через введення в ланцюг великого опору дугового або тліючого розряду між контактами. Магнітний потік зменшується, і в момент, коли сила тяги еле...
