Parametri i karakteristike elektromagneta

Osnovne karakteristike elektromagneta

Najčešće su dinamičke karakteristike koje objašnjavaju promjene u n. c. elektromagnet u procesu svog rada zbog djelovanja EMF-a samoindukcije i kretanja, a također uzeti u obzir trenje, prigušenje i inerciju pokretnih dijelova.

Za neke vrste elektromagneti (brzobrzinski elektromagneti, elektromagnetski vibratori itd.) poznavanje dinamičkih karakteristika je obavezno jer samo one karakteriziraju radni proces takvih elektromagneta. Međutim, dobivanje dinamičkih značajki zahtijeva puno računalnog rada. Stoga su u mnogim slučajevima, posebno kada nije potrebno točno određivanje vremena putovanja, ograničeni na izvješćivanje o statičkim karakteristikama.

Statičke karakteristike se dobivaju ako ne uzmemo u obzir učinak na električni krug povratnog EMF-a koji se javlja tijekom kretanja armature elektromagneta, tj. pretpostavljamo da je struja u zavojnici elektromagneta nepromijenjena i jednaka npr. radnoj struji.

Najvažnije karakteristike elektromagneta sa stajališta njegove preliminarne ocjene su sljedeće:

1. Vučna statička karakteristika elektromagneta... Predstavlja ovisnost elektromagnetske sile o položaju armature ili radnog raspora za različite konstantne vrijednosti napona koji se dovodi u zavojnicu ili struje u zavojnici:

Fe = f (δ) pri U = konst

ili Fe = f (δ)u I= konst.

Riža. 1. Tipične vrste elektromagnetskih opterećenja: a — mehanizam za blokiranje, b — pri dizanju tereta, c — u obliku opruge, d — u obliku niza ulaznih opruga, δn — početni zazor, δk je konačni klirens.

2. Karakteristika suprotstavljenih sila (opterećenja) elektromagneta... Predstavlja ovisnost suprotstavljenih sila (u općem slučaju svedenih na točku primjene elektromagnetske sile) o radnom zazoru δ (sl. 1.). ): Fn = f (δ)

Usporedba suprotnih i vučnih karakteristika omogućuje izvođenje zaključka (preliminarno, bez uzimanja u obzir dinamike) o operativnosti elektromagneta.

Da bi elektromagnet normalno radio, potrebno je da vučna karakteristika u cijelom rasponu promjena u hodu armature prolazi iznad suprotne, a za jasno otpuštanje, naprotiv, vučna karakteristika mora proći ispod suprotna (slika 2).

Riža. 2. Prema usklađivanju karakteristika djelatnih i suprotstavljenih sila

3. Karakteristika opterećenja elektromagneta... Ova karakteristika povezuje vrijednost elektromagnetske sile i veličinu napona primijenjenog na svitak ili struju u njemu s fiksnim položajem armature:

Fe = f (u) i Fe = f (i) u δ= const

4.Uvjetno korisni rad elektromagneta... Definira se kao umnožak elektromagnetske sile koja odgovara početnom radnom zazoru i vrijednosti hoda armature:

Wny = Fn (δn — δk) u Az= konst.

Vrijednost uvjetnog korisnog rada za dati elektromagnet je funkcija početnog položaja armature i veličine struje u zavojnici elektromagneta. Na sl. 3 prikazuje karakteristiku statičke vuče Fe = f (δ) i krivulju Wny = Fn (δ) elektromagneta. Osjenčano područje proporcionalno je Wny pri ovoj vrijednosti δn.

Riža. 3… Uvjetno koristan rad elektromagneta.

5. Mehanička učinkovitost elektromagneta — relativna vrijednost uvjetnog korisnog rada Wny u usporedbi s najvećim mogućim (koji odgovara najvećoj osjenčanoj površini) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Prilikom proračuna elektromagneta, preporučljivo je odabrati njegov početni zazor na takav način da elektromagnet daje maksimalni korisni rad, tj. δn odgovara Wp.ym (slika 3).

6. Vrijeme odziva elektromagneta — vrijeme od trenutka kada se signal primijeni na zavojnicu elektromagneta do prijelaza armature u konačni položaj. Ako su sve druge stvari jednake, ovo je funkcija početne suprotne sile Fn:

TSp = f (Fn) pri U = konst

7. Karakteristika zagrijavanja je ovisnost temperature zagrijavanja zavojnice elektromagneta o trajanju uključenog stanja.

8. Q-faktor elektromagneta, definiran kao omjer mase elektromagneta i vrijednosti uvjetnog korisnog rada:

D = masa elektromagneta / Wpu

9.Indeks profitabilnosti, koji je omjer snage koju troši elektromagnetska zavojnica i vrijednosti uvjetnog korisnog rada:

E = potrošena snaga / Wpu

Sve ove karakteristike omogućuju utvrđivanje prikladnosti danog elektromagneta za određene uvjete njegovog rada.

Elektromagnetski parametri

Osim gore navedenih karakteristika, razmotrit ćemo i neke od glavnih parametara elektromagneta. To uključuje sljedeće:

a) Snaga koju troši elektromagnet... Ograničavajuća snaga koju troši elektromagnet može se ograničiti i količinom dopuštenog zagrijavanja njegove zavojnice iu nekim slučajevima uvjetima snage kruga zavojnice elektromagneta.

Za energetske elektromagnete, u pravilu, ograničenje je njegovo zagrijavanje tijekom razdoblja uključivanja. Stoga su količina dopuštenog zagrijavanja i njegovo ispravno obračunavanje jednako važni čimbenici u proračunu kao i zadana sila i hod armature.

Odabirom racionalnog dizajna, kako u magnetskom i mehaničkom smislu, tako iu smislu toplinskih karakteristika, moguće je pod određenim uvjetima dobiti dizajn minimalnih dimenzija i težine te, sukladno tome, najniže cijene. Upotreba naprednijih magnetskih materijala i žica za namatanje također doprinosi povećanju učinkovitosti dizajna.

U nekim slučajevima, elektromagneti (npr relej, regulatori itd.) su projektirani na temelju postizanja maksimalnog napora, tj. minimalna potrošnja energije za određenu korisnu operaciju. Takve elektromagnete karakteriziraju relativno male elektromagnetske sile i udari te lagani pokretni dijelovi.Zagrijavanje njihovih namota je mnogo niže od dopuštenog.

Teoretski, snaga koju troši elektromagnet može se proizvoljno smanjiti odgovarajućim povećanjem veličine njegove zavojnice. Praktično, ograničenje tome nastaje povećanjem duljine prosječnog zavoja zavojnice i duljine središnje linije magnetske indukcije, s rezultatom da povećanje veličine elektromagneta postaje neučinkovito.

b) Sigurnosni faktor... U većini slučajeva n. v. inicijacija se može smatrati jednakom n. c. aktiviranje elektromagneta.

Odnos n. c. koji odgovara stacionarnoj vrijednosti struje, k n. s aktiviranjem (kritični N.S.) (vidi sliku 2) naziva se faktor sigurnosti:

ks = Azv / AzSr

Faktor sigurnosti elektromagneta, prema uvjetima pouzdanosti, uvijek se bira više od jedan.

v) Parametar okidača je minimalna vrijednost n. c.struja ili napon na koji se elektromagnet pokreće (pomicanje kotve od δn do δDa se).

G) Parametar otpuštanja — najveća vrijednost n, redom. s, struja ili napon pri kojem se armatura elektromagneta vraća u prvobitni položaj.

e) Postotak povrata... Omjer n.c pri kojem se armatura vraća u prvobitni položaj, prema n. c. aktiviranje se naziva koeficijent povrata elektromagneta: kv = Azv / AzSr

Za neutralne elektromagnete, vrijednosti koeficijenta povrata uvijek su manje od jedan, a za različite izvedbe mogu biti od 0,1 do 0,9. U isto vrijeme, postizanje vrijednosti blizu obje granice jednako je teško.

Koeficijent povrata je od najveće važnosti kada je suprotna karakteristika što bliža vučnoj karakteristici elektromagneta. Smanjenje hoda solenoida također povećava brzinu povrata.