Электрические аппараты
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
?овившемся режиме ток в цепи ограничивается резистором . Емкость конденсатора, мкФ, рекомендуется брать равной
,
где L индуктивность обмотки электромагнита, Гн; R ее активное сопротивление, Ом; сопротивление добавочного резистора, Ом.
а)б)
Рис.1. Изменение тока в обмотке при включении. Схема форсировки электромагнита (а); ток в обмотке электромагнита при различных активных сопротивлениях цепи (б).
Рассмотрим влияние питающего напряжения на время трогания. При уменьшении питающего напряжения уменьшается значение установившегося тока, что ведет к увеличению значения . При время трогания .
Минимальное напряжение, при котором электромагнит может сработать, . С ростом питающего напряжения время трогания уменьшается в связи с уменьшением из-за роста. Зависимость изображена на рис.1. Иногда возникает необходимость ускорить срабатывание уже готового электромагнита, не затрагивая его конструкцию и входящие в нее узлы и детали. Увеличение питающего напряжения без изменения активного сопротивления цепи ведет к ускорению срабатывания, но обмотка электромагнита может сгореть, если при номинальном значении питающего напряжения ее температура близка к предельно допустимой. В этих случаях рекомендуется при повышении питающего напряжения в цепь включать добавочный резистор, сопротивление которого обеспечивает неизменность тока . Ускорение срабатывания происходит за счет уменьшения постоянной времени. Величина остается неизменной.
На рис.2 показаны зависимости при различных значениях и при неизменном установившемся токе электромагнита. Кривые показывают, что чем больше постоянная времени, тем больше время трогания.
Рис.2.Зависимость времени трогания от напряжения питания и зависимости i=f(t) при различных постоянных времени и неизменном значении .
Отметим, что при прочих равных условиях увеличение натяжения противодействующей пружины ведет к росту и .
Для создания электромагнитов замедленного действия применяется короткозамкнутая обмотка. Такая обмотка может иметь всего один виток в виде медной или алюминиевой гильзы, надеваемой на сердечник электромагнита. Электромагнит с короткозамкнутой обмоткой w2 показан на рис. 3.
При включении питающей обмотки и нарастании создаваемого ею магнитного потока в короткозамкнутой обмотке наводится ЭДС. Последняя вызывает ток такого направления, при котором магнитный поток короткозамкнутой обмотки направлен встречно потоку питающей обмотки. Результирующий поток равен разности этих потоков. Скорость нарастания потока в электромагните уменьшается и время трогания увеличивается.
Если принять, что короткозамкнутая обмотка пронизывается тем же потоком, что и питающая (отсутствует рассеяние), то поток нарастает по экспоненте с суммарной постоянной времени :
где установившийся поток; ; постоянные времени обмоток.
Если пренебречь потоками рассеяния, то индуктивности обмоток согласно равны:
;
При отпущенном якоре и значение мало. Суммарная постоянная времени невелика, и замедление электромагнита при срабатывании получается небольшим.
Рис.3. Электромагнит замедленного действия, изменение тока в обмотках электромагнита при отключении
При отключении электромагнита можно считать, что ток в питающей обмотке практически мгновенно спадает до нуля из-за быстрого нарастания сопротивления дугового промежутка в отключающем аппарате К (рис. 3).
Поскольку магнитный поток в системе мгновенно не может измениться, в короткозамкнутой обмотке возникает ток
.
Спадание магнитного потока определяется процессом затухания этого тока. При спадании потока в короткозамкнутой обмотке наводится ЭДС и возникает ток, направленный так, что поток, создаваемый обмоткой , препятствует уменьшению потока в системе. Замедленное спадание потока создает выдержку времени при отпускании.
Для короткозамкнутой обмотки и ненасыщенной магнитной системе можно записать
,
Решив уравнение, получим
где начальное значение тока в короткозамкнутой обмотке (при t=0); индуктивность короткозамкнутой обмотки при притянутом якоре. Очевидно, что . Умножив обе части на получим
гдеустановившийся магнитный поток при включенной питающей обмотке.
Рабочий зазор при притянутом якоре в десятки и даже, в сотни раз меньше, чем при отпущенном. Поэтому постоянная времени при притянутом якоре и замедление времени трогания при отпускании может достигать 10 с, тогда как задержка времени трогания при срабатывании составляет доли секунды.
После затухания тока i2 в цепи устанавливается остаточный магнитный поток, определяемый кривой размагничивания материала магнитопровода и воздушным зазором . Возможны случаи, когда остаточный магнитный поток создает силу притяжения большую, чем сила, развиваемая пружиной. Происходит так называемое залипание якоря, когда якорь остается в притянутом положении после отключения питающей обмотки. Для устранения залипания на торце сердечника или якоря устанавливается тонкая немагнитная прокладка. Наличие этой прокладки обеспечивае?/p>