Главная Электромагнитные устройства



внешний) н по распределению МДС вдоль оси или у оси катуп ки. Каждая из указанных схем ЭМ может иметь ряд конструктивных разновидностей и исполнений (габаритных размеров, формы якоря и стопа, места расположения рабочего зазора, способа включения, продолжительности работы, быстродействия и др.). Приведенные на рис. 8.1 конструктивные схемы ЭМ далеко не исчерпывают все многообразие возможных схем и исполнений ЭМ.

8.2.3. Классификация ЭМ

В основу классификации всей совокупности ЭМ можно положить следующие признаки:

род тока и характер действия электромагнитных сил (ЭМ постоянного тока нейтральные и поляризованные, ЭМ. переменного тока, ЭМ с выпрямлением тока);

способ включения (параллельный, последовательный, дифференциальный);

длительность режима работы (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный) ;

быстродействие (сверхбыстродействующие, быстродействующие, нормальные, замедленные);

выполняемые функции (тянущие, толкающие, удерживающие, ударные, вибрирующие, поворотные, реверсивные);

значение хода якоря (короткоходовые, нормальные, длинноходовые);

тип магнитной цепи (с разомкнутой в замкнутой магнитной цепью);

форма магнитопровода (П-, Ш-, Г-, С-, Т-, 1-образные; без магнитопровода);

расположение якоря (с втягивающимся илн втяжным якорем, с внешним притягивающимся (дисковым) якорем, с внешним поперечно движущимся якорем);

положение якоря относительно магнитного потока (с торцевым и боковым расположением якоря);

характер движения якоря (с линейным и угловым перемещением якоря);

число фиксированных положений якоря (двухпозиционные и трехпозицион-ные с нейтральным положением);

наличие стопа (со стопом, без стопа, телескопические);

форма якоря и стопа (плоская, коническая с полным нли усеченным конусом, ступенчатая, коническая без стопа, с ферромагнитным шунтом постоянного или переменного сечения, сферическая, криволинейная);

исполнение катушки (токовые, напряжения, каркасные, бескаркасные);

число обмоток (одно-, двух- н многообмоточные);

наличие автоматического возврата якоря в исходное положение (с и без автоматического возврата);

способ создания возвратной силы (упругие элементы, гравитация, противодавление, другой ЭМ);

наличие демпфирования якоря (демпфируемые и недемпфируемые);

способ демпфирования якоря (пневматический - поршневого илн игольчатого типа, фрикционный, электромагнитный, гидравлический, аэродинамический);

способ фиксации поворотного якоря (с вращением на призме или оси, вращением на гибкой связи).



8.2.4. Принцип действия

Принцип действия ЭМ основан на использовании сил взаимодействия ферромагнитного тела с магнитным полем. При прохождении тока по обмотке ЭМ создается магнитное поле; в цепи магнитопровода возникает магнитный поток, который, пронизывая магиитопровод и его подвижную часть - ж рь, с-оздает в области рабочего зазора силу притяжения, направленную на увеличение проводимости рабочего зазора ЭМ, т. е. в сторону сокращения рабочего зазора.

Созданная таким образом в рабочем зазоре электромагнитная сила в равной мере приложена к корпусу и якорю ЭМ, и ее направление не зависит от направления протекающего по обмотке тока. Так как обычно подвижной частью магнитопровода является якорь, то эта сила, приложенная к якорю, перемещает его.

В случае, если якорь ЭМ неподвижен, а подвижен корпус ЭМ с катущкой, то последний подтягивается к якорю (см. рис. 3.33). Этот случай на практике встречается редко, ввиду того, что корпус ЭМ с катушкой имеет массу во много раз больше массы якоря.

Если неподвижны и якорь н корпус, то в рабочем зазоре создается магнитное поле определенной напряженности Н и направлением вектора напряженности магнитного поля Н. Такие устройства нашлн широкое применение для создания локальных магнитных полей в ограниченном объеме пространства в аттенюаторах, циркуляторах, фазовращателях, переключателях электромагнитной энергии и других ферритовых СВЧ устройствах.

8.2.5. Временные характеристики ЭМ

Время срабатывания ЭМ ср. При подключении ЭМ к ИП (рис. 8.2, а) ток i в обмотке изменяется не мгновенно, а из-за индуктивности обмотки Ьш нарастает постепенно по экспоненциальной кривой до тока срабатывания icp (рис. 8.2,6) за время трогания Up с постоянной времени xa=Lti/R С этого момента времени начинается движение якоря ЭМ к стопу (рнс. 8.2, в) по параболической кривой. В процессе движения якоря в обмотке ЭШ создается ЭДС самоиндукции, направленная против действующего тока В результате чего кривая тока {=f(t) (рис. 8.2,6) имеет характерный спад до момента окончания движения якоря (в течение времени движения <дв). После срабатывания якоря (ср=тр-1-дв) ток в обмотке нарастает до установившегося значения тока iyoT - U/R по экспоненциальной кривой с постоянной времени tk=Lk/R (при ненасыщенной магнитной системе) или по отличающейся от экспоненциальной кривой с большой постоянной времени (при насыщенной магнитной системе).

Время трогания зависит от параметров ЭШ и противодействующих перемещению сил. Время движения зависит от параметров ЭМ, инерционности подвижных частей, отношения тягового усилия ЭМ к противодействующей перемещению силе (запаса по усилию).

Продолжительность включенного состояния вкл. Характеризует время нахождения ЭМ под током, исходя из которого ведется тепловой расчет ЭМ.

Время возврата якоря ЭМ в исходное положение <возвр. При снятии напряжения с ЭМ ток в обмотке спадает по гиперболической кривой до тока отпускания 1отп за время отпускания отп. С этого момента времени начинается возврат якоря в исходное положение за время движения дв. При этом ана-




Рис. 8.2. Рабочий процесс ЭМ: о - напряжение на обмотке ЭМ; 6 - ток в обмотке ЭМ во времени; в - положение якоря ЭМ во времени

ЛОГИЧНО срабатыванию в обмотке создается ЭДС самоиндукции, поддерживающая ток в обмотке (кривая 3 на рис. 8.2,6). После возврата якоря в исходное положение (<во8вр=<отп+дв) спад тока в обмотке завершается.

Время отпускания /отп зависит, главным образом, от остаточной намагниченности магнитопровода, значения отрывной (возвращающей) силы. Время движения /яв якоря в исходное положение зависит от инерционности подвижных частей, значения возвращающей силы.

Время отключенного состояния ЭМ /откл. Характеризует время нахождения ЭМ в обесточенном состоянии, в течение которого происходит охлаждение ЭМ.

8.2.6. Основные уравнения

В основе проектирования и расчета лежат основные уравнения ЭМ, описывающие процессы, происходящие в них:

уравнение электрической цепи обмотки ЭМ U=iR+di:(,jdt или i- = f((/, dldt)-(U-dijdt)jR, где f - напряжение питания; t -ток в обмотке; R - сопротивление обмоткн; я) - потокосцепление; / - время;



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [67] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116


0.0098