Спрацьовування електромагнітів

Прискорення спрацьовування електромагнітів досягається зниженням виникаючих у перехідних режимах вихрових струмів у магнітопроводі (відповідно до принципу інерції Ленца вони викликають магнітні потоки, що перешкоджають динаміці основного процесу), а також застосуванням спеціальних схем (рис.25).

Рис.25. Спеціальні схеми прискорення спрацьовування електромагнітів

 

Час руху при спрацьовуванні можна зменшити, якщо одночасно зі збільшенням напруги  включати до схеми додатковий опір R_дод (рис.25а), що забезпечує такий же сталий струм, що із напругою : І_ст = /(R+R_дод).

Зменшення часу зрушення тут виходить за рахунок зниження постійної часу (L / (R+R_дод)). Недоліком є те, що це досягається збільшенням втрати потужності в додатковому опорі R_дод.

У схемі (рис.25б) форсування струму в порівнянні з попередньою схемою виходить за рахунок того, що в перший момент часу після подачі напруги U не заряджена ще ємність С створює, шунтуючи R_дод, додатковий шлях для струму. Тому за рахунок струму зарядки конденсатора в обмотці електромагніта струм зростає швидше. Недолік цієї схеми – наявність конденсатора значної ємності.

На рис.25в зображена схема форсування спрацьовування за рахунок збільшення струму спрацьовування, тому що додатковий опір включається лише після того, як відбудеться спрацьовування, розімкнеться контакт і струм утримання складе I_утр = U_о / (R+R_дод). Цей струм завжди менший струму спрацьовування. Недоліком схеми є наявність додаткового (вільного) контакту, що розмикає.

Для уповільнення спрацьовування електромагнітів краще використовувати всі загальні фактори, що приводять до збільшення часу зрушення і часу руху. Найбільш розповсюдженим з перших способів є електромагнітне демпфірування за допомогою коротко-замкнутих обмоток, виконаних із матеріалу з малим питомим електричним опором (рис.26).

Вихрові струми, що з'являються в екрануючих (охоплюючих магнітопровід) короткозамкнутих обмотках чи гільзах у момент замикання (розмикання) основної обмотки, затримують зміну магнітного потоку і створюють уповільнення спрацьовування як при притяганні, так і при відпусканні якоря.

При відпусканні якоря досягається більший сповільнюючий ефект тому що за відключення обмотки перехідний процес відбувається при притягнутому якорі, коли індуктивність системи більша. Тому витримка часу при відпусканні якоря в електромагнітах із короткозамкнутими гільзами може бути отримана в 8÷12 разів більше, ніж при його притяганні.

Робочий процес електромагніта протікає з моменту припинення живлення котушки 4, що намагнічує, до моменту відпускання якоря 3. Витримка часу визначається часом спаду магнітного потоку від початкового значення Ф_п до потоку відпускання Ф_відп, при якому механічне зусилля, створюване поворотною пружиною 1, дорівню-ватиме електромагнітному зусиллю притягання якоря до осердя 5. Величину цього часу можна регулювати зміною товщини немагнітної прокладки 2 (впливає на початковий потік Ф_п) чи зміною натягу пружини (впливає на Ф_відп). Підстава і корпус виконані з пруткової сталі, що дає можливість одержати суцільногнутий магнітопровід із меншим, ніж у звичайних клапанних систем, результуючим немагнітним зазором при притягнутому якорі. Крім того, такий магнітопровід дозволяє розмістити додаткові гільзи на корпусі (під котушкою, що намагнічує, 4) і на основі, що заливають силуміном, одержуючи одночасно демпфуючий контур (показаний пунктиром).

Провід і шина. До складу струмоведучих частин апаратів входять провідники різних видів, що є як частиною апарата, так і використуються для з'єднання його з іншими елементами устаткування.

Провід електрорухомого складу працює в особливих умовах і тому відрізняється від проводу стаціонарного устаткування. Найчастіше використовують одножильний провід підвищеної гнучкості з мідними жилами, посиленою гумовою ізоляцією й посиленим протигнильним оплетенням марки ПС, чи в гумових шлангах марки ПСШ, а також провід і кабель ППСРВМ та ППСРМО для електрорухомого складу, рейкового транспорту й тролейбусів.

Провід з'єднують затискними контактами, обов'язково передбачають заходи, що запобігають саморозгвинчуванню. Через недостатню стійкість до трясіння поза апаратами не можна нарощувати провід пайкою, крім мало відповідальних відгалужень (наприклад, до освітлювальної арматури). Усі з'єднання роблять на затисках апаратів; на кожний затиск можна встановлювати два – три наконечники проводу.

Усі розбірні електричні з'єднання здійснюють, застосовуючи наконечники. Не допускають використовувати кільця, скрутки.

 

Рис.26. Уповільнення дії електромагніта

за допомогою магнітного демпфування

Шину прямокутного перерізу доцільно встановлювати на вузьке ребро й фарбувати в чорний колір. Необхідну площу перерізу шини за цих умов визначають густиною струму в ній. Для нормально охолоджуваної шини з міді, встановленої на вузьке ребро, приймають густину струму j = 4÷6 А/мм².

Котушки електромагнітів

Котушка − один із головних елементів електромагніта і має задовольняти таким основним вимогам:

− забезпечувати надійне включення електромагніта за найгірших умов, тобто в нагрітому стані, при зниженій напрузі;

− не перегріватися понад припустиму температуру при всіх можливих режимах, тобто при підвищеній напрузі;

− при мінімальних розмірах бути зручною для виробництва;

− бути механічно міцною;

− мати достатній рівень ізоляції, а в деяких апаратах − бути волого-, кислото- і маслостійкою.

У процесі роботи в котушці виникають напруги: механічні − за рахунок електродинамічних сил у витках і між витками, особливо при змінному струмі;

термічні – за рахунок нерівномірного нагрівання окремих її частин;

електричні – за рахунок перенапруг, зокрема, при відключенні.

При розрахунку котушки необхідно виконати дві умови: перша – забезпечити необхідну МРС при гарячій котушці та зниженій напрузі; друга – температура нагрівання котушки при цьому має перевищувати припустиму.

У результаті розрахунку мають бути визначені такі величини, що необхідні для намотування: d – діаметр дроту обраної марки; W – число витків; R – опір котушки.

За конструкційним виконанням розрізняють котушки: каркасні – намотування здійснюється на металевому чи пластма-совому каркасі;

безкаркасні бандажовані – намотування виконують на знімному шаблоні, після намотування котушки бандажують; безкаркасні з намотуванням на осердя магнітної системи.

Електромагнітні механізми застосовують для приведення в дію багатьох апаратів. Конструкція електромагніта може бути класифі-кована:

1) за способом дії: утримуючі – для утримання того чи іншого тягаря деталей (наприклад, електромагнітні столи верстатів, електромагніти піднімальних кранів і т.ін.); що притягають – роблять певну роботу, притягаючи свій якір;

2) за способом включення: з рівнобіжною котушкою – струм у котушці визначають параметрами самого електромагніта і напругою мережі; з послідовною котушкою – котушку включають у силове коло; струм у котушці визначають не параметрами електромагніта, а тими пристроями (машини, апарати), в коло яких включена котушка;

3) за родом струму: постійного струму – при рівнобіжному включенні струм у котушці залежить від опору її обмотки й прикладеної напруги, електромагнітна система працює за постійної МРС; змінного струму – при рівнобіжному включенні струм у котушці залежить від індуктивності системи, що змінюється обернено – пропорційно повітряному зазору; електромагнітна система працює при сталості потокозчеплення; 4) за характером руху якоря: поворотні – якір повертається навколо якоїсь осі чи опори (рис.25а,б); прямоходові – якір переміщується поступально (рис.25 в, г).

Питання до самоперевірки

1. Проаналізуйте прискорення часу спрацьовування електро-магніта при під'єднанні послідовно додаткового резистора і збільшенні напруги живлення.

2. Обґрунтуйте прискорення спрацьовування електромагніта при під'єднанні конденсатора паралельно додатковому послідовно приєднаному резистору.

3. Проаналізуйте роботу електромагнітного реле при шунтуванні

додаткового послідовно приєднаного резистора контактами даного електромагнітного реле.

4. Проаналізуйте вплив на час спрацьовування електромагніта гільзи з електропровідного матеріалу, яка охоплює магнітопровід.

5. Обґрунтуйте збільшення ефекту сповільненого відпускання реле по відношенню до ефекту збільшення притягання при використанні короткозамкнутої гільзи з електропровідного матеріалу.

6. Порівняйте середнє зусилля притягання електромагнітів постійного і змінного струмів при однаковій площі полюса.

7. Обґрунтуйте переваги електромагнітів постійного струму в порівнянні з електромагнітами змінного струму.

8. Обґрунтуйте необхідність шихтування магнітопроводів електромагнітів змінного струму.

9. Чим обумовлене додаткове нагрівання магнітопроводу електромагніта змінного струму?

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: