Parametri in značilnosti elektromagnetov

Osnovne značilnosti elektromagnetov

Najpogostejše so dinamične značilnosti, ki upoštevajo spremembe n. c) elektromagnet v procesu svojega dela zaradi delovanja EMF samoindukcije in gibanja ter upošteva tudi trenje, dušenje in vztrajnost gibljivih delov.

Za nekatere vrste elektromagneti (hitri elektromagneti, elektromagnetni vibratorji ipd.) je obvezno poznavanje dinamičnih karakteristik, saj le te označujejo delovni proces takih elektromagnetov. Vendar pridobivanje dinamičnih lastnosti zahteva veliko računalniškega dela. Zato so v mnogih primerih, zlasti kadar ni potrebna natančna določitev časa potovanja, omejeni na poročanje o statičnih značilnostih.

Statične značilnosti dobimo, če ne upoštevamo vpliva na električni tokokrog povratnega EMF, ki se pojavi med gibanjem armature elektromagneta, tj. predpostavimo, da je tok v tuljavi elektromagneta nespremenjen in enak na primer delovnemu toku.

Najpomembnejše značilnosti elektromagneta z vidika njegove predhodne ocene so naslednje:

1. Vlečna statična karakteristika elektromagneta ... Predstavlja odvisnost elektromagnetne sile od položaja armature ali delovne reže za različne konstantne vrednosti napetosti, ki se dovaja v tuljavo, ali toka v tuljavi:

Fe = f (δ) pri U = konst

ali Fe = f (δ)in I= konst.

riž. 1. Tipične vrste elektromagnetnih obremenitev: a — mehanizem za zaklepanje, b — pri dvigovanju tovora, c — v obliki vzmeti, d — v obliki niza vstopnih vzmeti, δn — začetni razmik, δk je končni očistek.

2. Karakteristika nasprotnih sil (obremenitve) elektromagneta... Predstavlja odvisnost nasprotnih sil (v splošnem reducirano na točko uporabe elektromagnetne sile) od delovne reže δ (slika 1). ): Fn = f (δ)

Primerjava nasprotnih in vlečnih lastnosti omogoča sklepanje (predhodno, brez upoštevanja dinamike) o delovanju elektromagneta.

Za normalno delovanje elektromagneta je potrebno, da vlečna karakteristika v celotnem obsegu sprememb v poteku armature poteka nad nasprotno, za jasno sprostitev, nasprotno, mora vlečna karakteristika preiti pod nasprotno (slika 2).

riž. 2. K usklajevanju lastnosti aktivnih in nasprotnih sil

3. Obremenitvena karakteristika elektromagneta ... Ta karakteristika povezuje vrednost elektromagnetne sile in velikost napetosti, ki se napaja v tuljavi ali tok v njej s fiksnim položajem armature:

Fe = f (u) in Fe = f (i) v δ= const

4.Pogojno uporaben delovni elektromagnet... Definiran je kot produkt elektromagnetne sile, ki ustreza začetni delovni vrzeli, z vrednostjo hoda armature:

Wny = Fn (δn — δk) v Az= const.

Vrednost pogojnega koristnega dela za dani elektromagnet je funkcija začetnega položaja armature in velikosti toka v tuljavi elektromagneta. Na sl. 3 prikazuje karakteristiko statičnega vleka Fe = f (δ) in krivuljo Wny = Fn (δ) elektromagneta. Osenčeno območje je sorazmerno z Wny pri tej vrednosti δn.

riž. 3… Pogojno uporabno delovanje elektromagneta.

5. Mehanska učinkovitost elektromagneta — relativna vrednost pogojnega koristnega dela Wny v primerjavi z največjim možnim (ki ustreza največjemu osenčenemu območju) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Pri izračunu elektromagneta je priporočljivo izbrati njegovo začetno zračnost tako, da elektromagnet daje največje koristno delo, tj. δn ustreza Wp.ym (slika 3).

6. Odzivni čas elektromagneta — čas od trenutka, ko je signal uporabljen na tuljavi elektromagneta, do prehoda armature v končni položaj. Če so vsi drugi pogoji enaki, je to funkcija začetne nasprotne sile Fn:

TSp = f (Fn) pri U = konst

7. Značilnost ogrevanja je odvisnost temperature ogrevanja tuljave elektromagneta od trajanja vklopljenega stanja.

8. Q-faktor elektromagneta, opredeljen kot razmerje med maso elektromagneta in vrednostjo pogojnega koristnega dela:

D = masa elektromagneta / Wpu

9.Indeks donosnosti, ki je razmerje med močjo, ki jo porabi elektromagnetna tuljava, in vrednostjo pogojnega koristnega dela:

E = porabljena moč / Wpu

Vse te značilnosti omogočajo ugotavljanje primernosti določenega elektromagneta za določene pogoje njegovega delovanja.

Elektromagnetni parametri

Poleg zgoraj naštetih značilnosti bomo upoštevali tudi nekatere glavne parametre elektromagnetov. Ti vključujejo naslednje:

a) Moč, ki jo porabi elektromagnet ... Omejitev moči, ki jo porabi elektromagnet, je lahko omejena z dovoljeno količino segrevanja njegove tuljave in v nekaterih primerih s pogoji moči vezja tuljave elektromagneta.

Za močnostne elektromagnete je praviloma omejitev njegovo ogrevanje v času vklopa. Zato sta količina dovoljenega ogrevanja in njegovo pravilno upoštevanje enako pomembna dejavnika pri izračunu kot dana sila in hod armature.

Izbira racionalne zasnove, tako v magnetnem in mehanskem smislu kot tudi v smislu toplotnih karakteristik, omogoča pod določenimi pogoji dobiti zasnovo z minimalnimi dimenzijami in težo ter s tem najnižjo ceno. K povečanju učinkovitosti oblikovanja prispeva tudi uporaba naprednejših magnetnih materialov in navijalnih žic.

V nekaterih primerih so elektromagneti (npr rele, regulatorji itd.) so zasnovani na podlagi doseganja največjega napora, tj. minimalna poraba energije za dano koristno delovanje. Za takšne elektromagnete so značilne relativno majhne elektromagnetne sile in udarci ter lahki gibljivi deli.Ogrevanje njihovih navitij je veliko nižje od dovoljenega.

Teoretično lahko moč, ki jo porabi elektromagnet, poljubno zmanjšamo z ustreznim povečanjem velikosti njegove tuljave. Praktično je omejitev tega ustvarjena z naraščajočo dolžino povprečnega obrata tuljave in dolžino središčnice magnetne indukcije, zaradi česar povečanje velikosti elektromagneta postane neučinkovito.

b) Varnostni faktor... V večini primerov n. v. iniciacijo lahko štejemo za enako n. c) sprožitev elektromagneta.

Razmerje n. c, ki ustreza stacionarni vrednosti toka, k n. z aktiviranjem (kritični N.S.) (glej sliko 2) se imenuje varnostni faktor:

ks = Azv / AzSr

Varnostni faktor elektromagneta je glede na pogoje zanesljivosti vedno izbran več kot ena.

v) Sprožilni parameter je najmanjša vrednost n. c) tok ali napetost, pri kateri se sproži elektromagnet (premikanje armature od δn do δDa se).

G) Parameter sprostitve — največja vrednost n. s, tok ali napetost, pri kateri se armatura elektromagneta vrne v prvotni položaj.

e) Odstotek povratka ... Razmerje n.c, pri katerem se armatura vrne v prvotni položaj, do n. c) aktiviranje se imenuje povratni koeficient elektromagneta: kv = Азv / АзСр

Za nevtralne elektromagnete so vrednosti koeficienta povratka vedno manjše od ena, za različne izvedbe pa so lahko od 0,1 do 0,9. Hkrati je doseganje vrednosti blizu obeh meja enako težko.

Koeficient povratka je najpomembnejši takrat, ko je nasprotna karakteristika čim bližje vlečni karakteristiki elektromagneta. Zmanjšanje giba solenoida poveča tudi povratno stopnjo.