Главная Электромагнитные устройства



применяются малоуглероднстые стали СтЮ, Ст20 и др. В ряде слуиев [117] применяются железоникелевые сплавы (пермаллои) с высокой магнитной проницаемостью марок 45Н, 50Н, 79НМ, 80НХС, 81НМА и другие специальные сплавы. В элемента., с высокими динамическими .характеристиками (в быстродействующих ЭМ, ЭММ) используется кремнистая сталь марки ЭЗЮ [66], которая имеет сравнительно большое удельное электрическое сопротивление 0,51... 0,54 мкОм-м и в 2 раза меньшую, чем у низкоуглеродистых электротехнических сталей, коэрцитивную силу.

Катушки выполняются каркасными и бескаркасными, однообмоточиымн и многообмоточными. Для обмотки в электромагнитных элементах наибольшее распространение получили провода марок ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭТВ, ПЭТВ-Р. Применяются также провода марок ПЭВТЛ-1, ПЭВТЛ-2 (облуживаются без предварительной зачистки эмали), ПЭВТЛК (имеет высокую механическую прочность нзочяцин и облуживается без предварительной зачистки эмали). В электромагнитных элементах с высокой и повышенной теплостойкостью применяются провода теплостойкие эмалированные марки ПЭТВ-Р (теплое ойкость 180°С), провода с полиимидной изоляцией марок ПЭТимид (180 °С) и ПНЭТимид (250С), провода с утоненной изоляцией марки ПЭТР-155 (155 "С) [69, 107], а также провода марок ПСД (155 °С), ПЭТ-155 (155 "С), ПСДК (180°С), ПЭКФ (250"С).

Каркасы изготовляются из неметаллических материалов (текстолита, гети-пакса, пластмасс на полиимидной или кремннйорганической основе с наполнителями нз стекла или фторопласта - в большинстве случаев диалилфталатные пластмассы с наполнителем из стекла марок ДАФ-С2 и ДАФ-С5 [107]), пресс-порошков (АГ-4С, ДСВ-2Р-2М и др.), из металлических немагнитных материалов (бронза, латунь, алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь и др.). Каркасы, изготовленные из бронзы, латуни, в ЭМ с втяжным якорем используются обычно в качестве направляющей якоря (см. табл. 8.1, № 5, 8, 11, 13, 15-19). В некоторых конструкциях (№ 1-4, 6, 7, 9, 12, 14) в качестве направляющей якоря, а также опоры (или каркаса) катушки, применяются развитые фланцы (воротнички). Катушка при этом выполняется бескаркасной (см. № 7, 9) либо обмотка наматывается непосредственно на развитый фланец, который является частью каркаса (см. табл. 8.1, № 1-4, 12, 14).

Так как каждый тип электромагнитных элементов имеет конструктивные особенности, конструкцию каждого из них рассмотрим отдельно.

10.1.1. Конструкция ЭМ с втяжным якорем и ФМШ

В этих ЭМ корпус включает в себя стакан и фланец со стопом и выполняется обычно целым (см. табл. 8.1 № 1-4, 6-12, 14-23) или реже составным (5, 13, 24).

Фланец, охватывающий якорь, может быть выполнен в виде кольца (№ 8, 10, 15, 16, 19), развитого наружу (№ 14, 17, 18) или внутрь (№ 1, 4, 6, 7, 9, 12). При этом развитый фланец используется в качестве направляющей якоря. Фланец центрируется в корпусе по посадочной поверхности и крепится к корпусу одним из способов: винтами (с торца фланца - № 15 по периферии посадочной поверхности-№ 16, с фланцем крепления-№ 5, 7, 9-11, 13, 17, 18); путем обжима (завальцовкой) корпуса по кольцу - № 6 или в нескольких точках (№ 1-4, 8, 12); с помощью резьбы (применяется редко из-за трудоемкости изготовления). Крепление фланца может быть разъемное и неразъемное.



Конструктивно ЭМ с втяжным якорем могут быть выполнены с различной формой стопа: плоской (№ 5, 9, 15, 18), конической с различными углами конуса при вершине и разной усеченностью (№ 1-4, 6-8, 14, 16, 17), ФМШ - № 19. Вопросы выбора рациональной формы стопа рассмотрены в гл. 11.

Якорь в таких ЭМ располагается внутри катушки и корпуса. Длина якоря выбирается такой, чтобы во включенном состоянии при притяжении к стопу торец его находился заподлицо с фланцем, т. е. в отключенном исходном положении якорь выступает относительно фланца на величину хода якоря. Длина и конструкция якоря оказывают некоторое влияние на нормальный вид тяговой характеристики ЭМ (рис. 10.1, кривая /). Так, при малой длине якоря, когда якорь в притянутом положении утоплен относительно фланца, тяговая сила ЭМ снижается особенно при малых ходах (кривая 2) из-за увеличения магнитно о сопротивления между якорем и фланцем. При большом выступании якоря относительно фланца тяговая характеристика ЭМ практически не изменяется, но из-за больиюй массы такого якоря полезная сила ЭМ снижается (на разность возрссн1сГ1 массы якоря) и это снижение становится заметным при больших ходах якоря (кривая 3). Увеличение силы ЭМ до 10...157о в притянутом положении (кривая 4) достигается вьшолненпем якоря с буртиком (см. табл. 8.1 № 8, 10, 19), который шунтирует паразитный зазор и снижает тем самым потери МДС.

В ЭМ с коническим стопом якорь выполняется с наружным (№ 13, 16, 17) или внутренним (№ 1-4, 6-8, 10-12, 14) конусом. Вс многих случаях якорь с внутренним конусом предпочтительнее, так как обеспечивается необходимая длина его направляющей, несколько уменьшается масса, упрощается изготовление корпуса.

Направляющей якоря может быть: втулка (№ 5, 8, 10, 11, 13, 15-19) из немагнитного материала (бронза, латунь); развитый внутрь фланец (№ 1-4, 6, 7, 9, 12, 14) из магнитомягкого материала; шток (или ось) из немагнитного материала, на котором установлен якорь (№ 20-22).

Наиболее часто применяются следующие посадки якоря в направляющей: Н9 8; Н8 9; Н9 9; Н9/е8; Н8/е9; H9/d9; H8/d9; H9/dl0; Н8 х8; H9/ft9-H7/f7; H7/g6.



Рис. 10.1. Влияние конструкции якоря на тяговые характеристики ЭМ

Рис. 10.2. Влияние развитого воротничка на тяговое усилие ЭМ



Толщина направляющей выбирается конструктивно из условия обеспечения механической прочности Для ЭМ. работающих без избыточного давления, наружный диаметр направляющей обычно (l,l...l,15)d.

У ЭМ с внутренним воротничком тяговая характеристика возрастает круче, чем характеристика этого же ЭМ без воротничка (рис. 10.2). Причем при больших ходах в ЭМ с внутренним воротничком (кривая 2) усилие уменьшается, а при малых (кривая /)-возрастает. Это обусловлено при больших ходах увеличением шунтирования магнитного потока, при малых снижением МДС, необходимой для проведения магнитного потока через паразитный зазор Поэтому ЭМ с внутренним воротничком целесообразно использовать при малых .ходах якоря, при больших ходах его применение затруднено и в некоторых случаях даже нрационально.

Прн срабатывании ЭМ с втяжным якорем в области рабочего зазора суще ственно повышается давление воздуха, которое препятствует двнжегшю якоря. Из-за демпфирования якоря снижается тяговая сила (рис. 10.3, а) и увеличи вается время движения якоря (рис. 10.3,6). Демпфирование якоря проявляетск и при отключении ЭМ - также увеличивается время движения якоря и треОу ется большая сила для возврата якоря в исходное положение. Поэтому для увеличения быстродействия и полезной работы ЭМ воздух из области рабочего зазора стравливают через отверстия в стопе (табл. 8.1 № 2, 4-10, 12-17, 19j или якоре (№ 1, 3, 11, 18) ЭМ. Диаметр отверстия для стравливания воздуха обычно (0,1...0,15)d.

В отдельных случаях демпфирование якоря используется специально для смягчения удара якоря о стоп при срабатывании (создается так называемая воздушная подушка).

При отключении ЭМ якорь возвращается в исходное положение. Возврат якоря может осуществляться под действием: собственной массы якоря - и сопряженных с ним элементов; возвратной пружины, другого ЭМ, противодействующих сил сопряженного с ним ЭМУ. Чаще всего возврат якоря в исходное положение производится возвратной пружиной, которая размещается внутри (№ 7-11, 19) или снаружи (№ 23) ЭМ.

Пружина встраивается в якорь и стоп, где под нее делаются отверстия. Такое размещение возвратной пружины отличается компактностью. Однако отверстия в якоре или стопе уменьшают их сечения и тяговые силы ЭМ



Рис. 10.3. Влияние демпфирования якоря на тяговую силу (о) и время срабатывания (б): 1 - без демпфирования; 2 - прн демпфировании


D 0.2 O.if ОС o.eo,/d

Рис. 10.4. Влияние отверстия в якоре или стопе на тяговое усилие ЭМ



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


0.014