Электрические аппараты
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
>
(5.15)
Рис.5.3 Изменение тока во времени для двух значений активного сопротивления
Рис.5.4. Схема форсировки электромагнита
Иногда для ускорения срабатывания сопротивление/?ДОб шунтируют конденсатором. В первый момент времени конденсатор уменьшает падение напряжения на этом сопротивлении, благодаря чему обеспечивается форсировка электромагнита. В установившемся режиме величина тока в цепи ограничивается сопротивлением ^?ДОб-. Величину емкости конденсатора в рекомендуется брать равной:
(5.16)
гдеиндуктивность обмотки, Гн\ее активное сопротивление, добавочное сопротивление, Ом.
Теперь рассмотрим влияние питающего напряжения на время трогания. При уменьшении питающего напряжения уменьшается величина установившегося тока, что ведет к увеличению
При время трогания
С ростом напряжения время трогания уменьшается в соответствии с уменьшением
Иногда возникает необходимость ускорить срабатывание уже готового электромагнита. Увеличение питающего напряжения без изменения активного сопротивления цепи ведет к ускорению срабатывания, но катушка электромагнита может сгореть, если при номинальном значении питающего напряжения температура обмотки равна предельно допустимой. В этих случаях рекомендуется при повышении питающего напряжения в цепь включать добавочное сопротивление, чтобы величина установившегося тока оставалась неизменной и равной /у. При этом ускорение срабатывания происходит за счет уменьшения постоянной времени. Величина
остается неизменной.
На рис. 5.4 показано изменение токов в обмотке электромагнита при неизменном установившемся токе. Кривые показывают, что в данном случае чем больше постоянная времени, тем больше время трогания.
В заключение отметим, что при прочих равных условиях увеличение натяжения противодействующей пружины ведет к роступри этом также увеличивается.
Время отпускания электромагнита состоит из времени спадания потока до потока отпускания, при котором сила электромагнита становится равной противодействующей силе и времени движения при отпускании.
В большинстве случаев время спада потока при отсутствии короткозамкнутых обмоток значительно меньше, чем время движения якоря при отпадании.
Поэтому в основном считаются со временем движения. Для упрощения расчетов можно принять, что якорь и подвижные части двигаются равноускоренно под действием силы, равной средней силе пружины. Тогда время отпускания можно найти с помощью формулы
(5.17)
где т приведенная к центру полюса масса якоря и подвижных частей; х перемещение якоря; Fcp приведенное к центру полюса среднее значение силы отключающей пружины на пути х.
Рис.5.4. Изменение токов в обмотке электромагнита при неизменном установившемся токе
Для создания электромагнитов замедленного действия применяются короткозамкнутая обмотка или гильза. Эскиз электромагнита с короткозамкнутой обмоткой показан на рис.
При включении питающей обмотки в магнитной цепи
нарастает поток. Этот поток наводит в короткозамкнутой обмотке э. д. с. Последняя вызывает ток такого направления, при котором поток короткозамкнутой обмотки направлен встречно с намагничивающим. Результирующий поток равен разности этих потоков. Скорость нарастания потока уменьшается, а время трогания увеличивается.
Результирующий поток нарастает во времени по экспоненте с суммарной постоянной времени
(5.18)
гдеустановившийся поток;
, и постоянные времени обмоток.
Рис. 5.5.Электромагнит с короткозамкнутой обмоткой
Если пренебречь потоками рассеяния, то индуктивности согласно равны:
(5.19)
Ввиду того, что при отпущенном якоре Gb мало, суммарная постоянная времени Ti + T2 невелика и замедление электромагнита получается небольшим.
При отключении электромагнита с короткозамкнутой обмоткой можно считать, что ток в первичной обмотке практически мгновенно спадает до нуля из-за быстрого нарастания сопротивления дугового промежутка в отключающем аппарате.
Изменение потока определяется процессом затухания тока в короткозамкнутой обмотке. При спадании потока в короткозамкнутой
обмотке w2 наводится э. д. с. и возникает ток, направленный так, что поток, создаваемый обмоткой о>2, препятствует изменению (уменьшению) потока в системе.
Замедленное спадание потока создает выдержку времени при отпускании.
Для вторичной короткозамкнутой обмотки ненасыщенной системы в этом случае можно записать:
(5.20)
Поскольку величина зазора уменьшилась, индуктивность при притянутом якоре больше, чем при отпущенном L-i.
Решив относительно тока, получим:
(5.21)
Умножив обе части на G\ w2, после преобразования получим:
(5.22)
Благодаря тому, что рабочий зазор в притянутом состоянии в десятки и даже сотни раз меньше, чем в отпущенном можно получить время трогания при отпускан?/p>