Магнитная система

19 октября 2013 - Администратор

 Это совокупность элементов электрического аппарата, через которые замыкается магнитный поток. Источником магнитного потока может быть постоянный магнит или электромагнит, в котором поток создается протекающим по обмоткам электрическим током.

 
Электромагнит используют в качестве приводного элемента для замыкания и размыкания электрических контактов, механически связанных с его подвижным якорем. Но электромагнит может быть и самостоятельным аппаратом, изменяющим механическую нагрузку (например, электромагнитные муфты, тормоза, вентили).
 
Магнитопровод изготовляют из магнитного материала, обладающего малым магнитным сопротивлением. Это позволяет увеличить рабочий магнитный поток в воздушных зазорах, имеющих более высокое магнитное сопротивление по сравнению с сопротивлением магнитного материала.
 
В качестве магнитных материалов используют ферросплавы, в состав которых входит в основном железо, и ферриты — прессованные материалы из смеси оксидов железа с оксидами никеля, свинца, цинка и др.
 
К ферросплавам относятся электротехнические стали (сплав железа с кремнием) и пермаллои (сплав железа с никелем). Электротехнические стали — дешевые материалы, имеющие максимальную относительную магнитную проницаемость и высокую индукцию насыщения, поэтому они широко применяются в электромагнитах, так как их свойства позволяют создавать большие тяговые силы.
 
Тяговая сила — механическая сила притяжения якоря к сердечнику электромагнита. Пермаллои имеют высокую магнитную проницаемость, но небольшую индукцию насыщения. Кроме того, магнитные свойства пермаллоев нарушаются при тряске и ударах, поэтому в электромагнитах их применяют редко, но широко используют в магнитных усилителях. Для ферритов характерно высокое электрическое сопротивление (в сотни тысяч раз выше, чем у электротехнических сталей). Электромагнит состоит из катушки, неподвижного сердечника и подвижного якоря, который притягивается к сердечнику при подаче напряжения на катушку.
 
При движении якоря воздушный зазор между якорем и сердечником изменяется от максимального значения до нуля. Зависимость тяговой силы от воздушного зазора при этом называется динамической тяговой характеристикой электромагнита.
 
Для электромагнитов постоянного и переменного тока указанные характеристики различны. При уменьшении воздушного зазора в электромагнитах постоянного тока тяговая сила значительно возрастает и в конце движения якоря она стремится к бесконечности. В результате возможен сильный удар якоря о сердечник, что уменьшает долговечность аппарата. Для смягчения удара в электромагнитах постоянного тока предусматривают различные демпфирующие устройства (резиновые прокладки, пружины).
 
В электромагнитах переменного тока тяговая сила остается неизменной по всему воздушному зазору, что является их преимуществом перед электромагнитами постоянного тока. Но ток в катушке электромагнита почти пропорционален воздушному зазору. В процессе срабатывания электромагнита воздушный зазор уменьшается, индуктивное сопротивление катушки увеличивается, ток в катушке уменьшается, поэтому электромагниты переменного тока характеризуются пусковым током. Этот ток в несколько раз превышает установившийся ток при притянутом якоре, на который рассчитана обмотка катушки для продолжительной работы. Если, например, при включении электромагниты постоянного и переменного тока по какой-либо причине не сработали (якорь не притянулся к сердечнику, т. е. воздушный зазор остался максимальным), то это не приведет к повреждению катушки электромагнита постоянного тока, а обмотка катушки электромагнита переменного тока может сгореть.
 
Рассмотрим особенность конструкции электромагнита переменного тока. Переменный ток, периодически изменяясь по величине и направлению, приводит к тому, что магнитный поток и создаваемая им тяговая сила изменяются с двойной частотой от нуля до максимума. Это является причиной вибрации якоря электромагнита, который стремится отпасть от сердечника в момент исчезновения тяговой силы. Вибрация якоря является недостатком электромагнитов переменного тока, т. к. приводит к расплющиванию полюсов, создает шум и резко снижает надежность работы электроаппарата.
 
Наиболее эффективным средством для борьбы с вибрацией якоря является установка короткозамкнутого витка из меди на расплющенном полюсе электромагнита. Создаваемый катушкой электромагнита поток у воздушного зазора разветвляется на две части: Ф1 и Ф2. Поток Ф2, проходящий через короткозамкнутый виток, наводит в нем ЭДС. Возникающий в витке ток создает свой поток Фкз, который совпадает по направлению с потоком Ф2 и направлен навстречу потоку Ф. Тогда суммарные потоки, проходящие через охваченную витком часть полюса (Ф2 + Фкз) и неохваченную часть (Ф1 — Фкз), будут сдвинуты по фазе на некоторый угол. Этим потоком соответствуют тяговые силы F1 и F2, которые также будут сдвинуты на некоторый угол.
 
Таким образом, результирующий магнитный поток и действующая на якорь сила не будут равны нулю и вибрации якоря не будет.
 
Для уменьшения вихревых токов, которые нагревают сталь, магнитопровод выполняется шихтованным, т. е. из отдельных листов. При сравнении электромагнитов постоянного и переменного тока оказывается, что при аналогичных условиях тяговая сила у электромагнитов переменного тока вдвое меньше. Для получения одной и той же тяговой силы масса стали в электромагните переменного тока почти вдвое больше, чем в электромагните постоянного тока. Это, однако, не является препятствием для применения электромагнитов переменного тока, потому что источники питания и распределительные сети переменного тока шире распространены, чем источники и сети постоянного тока.
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

 


 

 
У каждой компании есть свои индивидуальные особенности. Учитывая их при проектировании сетей, специалисты "ЭЛКО Технологии" подготовят соответствующий проект и выполнят все необходимые монтажные работы под ключ (в том числе с работами по монтажу телефонных офисных сетей и сети электропитания) на основе богатого опыта подготовки и реализации сетевых проектов с применением самых передовых технологий.