Παράμετροι και χαρακτηριστικά ηλεκτρομαγνητών

Βασικά χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητών

Τα πιο συνηθισμένα είναι τα δυναμικά χαρακτηριστικά που ευθύνονται για τις αλλαγές στο n. γ. ηλεκτρομαγνήτης στη διαδικασία της εργασίας του λόγω της δράσης του EMF αυτο-επαγωγής και κίνησης, και επίσης λαμβάνει υπόψη την τριβή, την απόσβεση και την αδράνεια των κινούμενων μερών.

Για ορισμένα είδη ηλεκτρομαγνήτες (ηλεκτρομαγνήτες υψηλής ταχύτητας, ηλεκτρομαγνητικοί δονητές κ.λπ.) η γνώση των δυναμικών χαρακτηριστικών είναι υποχρεωτική, αφού μόνο αυτοί χαρακτηρίζουν τη διαδικασία εργασίας τέτοιων ηλεκτρομαγνητών. Ωστόσο, η απόκτηση δυναμικών χαρακτηριστικών απαιτεί πολλή υπολογιστική εργασία. Επομένως, σε πολλές περιπτώσεις, ειδικά όταν δεν απαιτείται ακριβής προσδιορισμός του χρόνου ταξιδιού, περιορίζονται στην αναφορά στατικών χαρακτηριστικών.

Τα στατικά χαρακτηριστικά προκύπτουν εάν δεν λάβουμε υπόψη την επίδραση στο ηλεκτρικό κύκλωμα του πίσω EMF που συμβαίνει κατά την κίνηση του οπλισμού του ηλεκτρομαγνήτη, δηλ. Υποθέτουμε ότι το ρεύμα στο πηνίο του ηλεκτρομαγνήτη είναι αμετάβλητο και ίσο, για παράδειγμα, με το ρεύμα λειτουργίας.

Τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά του ηλεκτρομαγνήτη από την άποψη της προκαταρκτικής του αξιολόγησης είναι τα ακόλουθα:

1. Στατικό χαρακτηριστικό έλξης του ηλεκτρομαγνήτη... Αντιπροσωπεύει την εξάρτηση της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης από τη θέση του οπλισμού ή το διάκενο εργασίας για διαφορετικές σταθερές τιμές της τάσης που παρέχεται στο πηνίο ή του ρεύματος στο πηνίο:

Fe = f (δ) στο U = συνεχ

ή Fe = f (δ)σε I= συνεχ.

Ρύζι. 1. Τυπικοί τύποι ηλεκτρομαγνητικών φορτίων: α — μηχανισμός ασφάλισης, β — κατά την ανύψωση φορτίου, γ — με τη μορφή ελατηρίου, d — με τη μορφή σειράς ελατηρίων εισόδου, δn — αρχικό διάκενο, δk είναι το τελικό εκτελωνισμός.

2. Χαρακτηριστικό των αντίθετων δυνάμεων (φορτίο) του ηλεκτρομαγνήτη... Αντιπροσωπεύει την εξάρτηση των αντίθετων δυνάμεων (στη γενική περίπτωση, μειωμένη στο σημείο εφαρμογής της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης) από το διάκενο εργασίας δ (Εικ. 1 ): Fn = f (δ)

Η σύγκριση των αντίθετων και των χαρακτηριστικών έλξης καθιστά δυνατή την εξαγωγή συμπερασμάτων (προκαταρκτικά, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η δυναμική) σχετικά με τη λειτουργικότητα του ηλεκτρομαγνήτη.

Για να λειτουργεί κανονικά ο ηλεκτρομαγνήτης, είναι απαραίτητο το χαρακτηριστικό έλξης σε όλο το εύρος αλλαγών στην πορεία του οπλισμού να περνά πάνω από το αντίθετο και για καθαρή απελευθέρωση, αντίθετα, το χαρακτηριστικό έλξης πρέπει να περνά κάτω το αντίθετο (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Προς τον συντονισμό των χαρακτηριστικών των ενεργών και των αντίπαλων δυνάμεων

3. Χαρακτηριστικό φορτίου του ηλεκτρομαγνήτη... Αυτό το χαρακτηριστικό σχετίζεται με την τιμή της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και το μέγεθος της τάσης που εφαρμόζεται στο πηνίο ή το ρεύμα σε αυτό με μια σταθερή θέση του οπλισμού:

Fe = f (u) και Fe = f (i) σε δ= συντ

4.Χρήσιμος υπό όρους ηλεκτρομαγνήτης εργασίας... Ορίζεται ως το γινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης που αντιστοιχεί στο αρχικό κενό λειτουργίας από την τιμή της διαδρομής του οπλισμού:

Wny = Fn (δn — δk) σε Αz= const.

Η τιμή της υπό όρους χρήσιμης εργασίας για έναν δεδομένο ηλεκτρομαγνήτη είναι συνάρτηση της αρχικής θέσης του οπλισμού και του μεγέθους του ρεύματος στο πηνίο ηλεκτρομαγνήτη. Στο σχ. 3 δείχνει το χαρακτηριστικό της στατικής έλξης Fe = f (δ) και της καμπύλης Wny = Fn (δ) ηλεκτρομαγνήτης. Η σκιασμένη περιοχή είναι ανάλογη του Wny σε αυτή την τιμή του δn.

Ρύζι. 3… Χρήσιμη υπό όρους λειτουργία ηλεκτρομαγνήτη.

5. Μηχανική απόδοση ενός ηλεκτρομαγνήτη — η σχετική τιμή της υπό όρους χρήσιμης εργασίας Wny σε σύγκριση με τη μέγιστη δυνατή (που αντιστοιχεί στη μεγαλύτερη σκιασμένη περιοχή) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Κατά τον υπολογισμό ενός ηλεκτρομαγνήτη, καλό είναι να επιλέγετε την αρχική του απόσταση με τέτοιο τρόπο ώστε ο ηλεκτρομαγνήτης να δίνει το μέγιστο χρήσιμο έργο, δηλ. Το δn αντιστοιχεί στο Wp.ym (Εικ. 3).

6. Χρόνος απόκρισης ενός ηλεκτρομαγνήτη — ο χρόνος από τη στιγμή που το σήμα εφαρμόζεται στο πηνίο του ηλεκτρομαγνήτη μέχρι τη μετάβαση του οπλισμού στην τελική του θέση. Όντας όλα τα άλλα πράγματα ίσα, αυτό είναι συνάρτηση της αρχικής αντίθετης δύναμης Fn:

TSp = f (Fn) στο U = συνεχ

7. Χαρακτηριστικό θέρμανσης είναι η εξάρτηση της θερμοκρασίας θέρμανσης του ηλεκτρομαγνητικού πηνίου από τη διάρκεια της κατάστασης ενεργοποίησης.

8. Συντελεστής Q ενός ηλεκτρομαγνήτη, που ορίζεται ως ο λόγος της μάζας του ηλεκτρομαγνήτη προς την τιμή της υπό όρους χρήσιμης εργασίας:

D = μάζα ηλεκτρομαγνήτη / Wpu

9.Δείκτης κερδοφορίας, ο οποίος είναι ο λόγος της ισχύος που καταναλώνεται από το πηνίο ηλεκτρομαγνήτη προς την τιμή της υπό όρους χρήσιμης εργασίας:

E = καταναλωμένη ισχύς / Wpu

Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό της καταλληλότητας ενός δεδομένου ηλεκτρομαγνήτη για ορισμένες συνθήκες λειτουργίας του.

Ηλεκτρομαγνητικές παράμετροι

Εκτός από τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται παραπάνω, θα εξετάσουμε επίσης μερικές από τις κύριες παραμέτρους των ηλεκτρομαγνητών. Αυτά περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

α) Ισχύς που καταναλώνεται από τον ηλεκτρομαγνήτη... Η οριακή ισχύς που καταναλώνει ένας ηλεκτρομαγνήτης μπορεί να περιοριστεί τόσο από την ποσότητα επιτρεπόμενης θέρμανσης του πηνίου του όσο και σε ορισμένες περιπτώσεις από τις συνθήκες ισχύος του κυκλώματος του πηνίου του ηλεκτρομαγνήτη.

Για τους ηλεκτρομαγνήτες ισχύος, κατά κανόνα, ο περιορισμός είναι η θέρμανσή τους κατά την περίοδο ενεργοποίησης. Επομένως, η ποσότητα της επιτρεπόμενης θέρμανσης και η σωστή καταμέτρησή της είναι εξίσου σημαντικοί παράγοντες στον υπολογισμό με τη δεδομένη δύναμη και διαδρομή του οπλισμού.

Η επιλογή ενός ορθολογικού σχεδιασμού, τόσο από μαγνητική και μηχανική, όσο και από πλευράς θερμικών χαρακτηριστικών, καθιστά δυνατή, υπό προϋποθέσεις, την απόκτηση σχεδίου με ελάχιστες διαστάσεις και βάρος και, κατά συνέπεια, τη χαμηλότερη τιμή. Η χρήση πιο προηγμένων μαγνητικών υλικών και καλωδίων περιέλιξης συμβάλλει επίσης στην αύξηση της απόδοσης του σχεδιασμού.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, ηλεκτρομαγνήτες (για αναμετάδοση, ρυθμιστές, κ.λπ.) έχουν σχεδιαστεί με βάση την επίτευξη της μέγιστης προσπάθειας, δηλ. την ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας για μια δεδομένη χρήσιμη λειτουργία. Τέτοιοι ηλεκτρομαγνήτες χαρακτηρίζονται από σχετικά μικρές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και κραδασμούς και ελαφρά κινούμενα μέρη.Η θέρμανση των περιελίξεων τους είναι πολύ χαμηλότερη από την επιτρεπτή.

Θεωρητικά, η ισχύς που καταναλώνεται από έναν ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να μειωθεί αυθαίρετα αυξάνοντας αντίστοιχα το μέγεθος του πηνίου του. Πρακτικά, το όριο σε αυτό δημιουργείται από το αυξανόμενο μήκος της μέσης στροφής του πηνίου και το μήκος της κεντρικής γραμμής της μαγνητικής επαγωγής, με αποτέλεσμα η αύξηση του μεγέθους του ηλεκτρομαγνήτη να γίνεται αναποτελεσματική.

β) Συντελεστής ασφάλειας… Στις περισσότερες περιπτώσεις n. v. η μύηση μπορεί να θεωρηθεί ίση με n. γ. ενεργοποίηση ηλεκτρομαγνήτη.

Η σχέση του ν. γ) που αντιστοιχεί στη σταθερή τιμή του ρεύματος, k n. με ενεργοποίηση (κρίσιμο N.S.) (βλ. Εικ. 2) ονομάζεται συντελεστής ασφάλειας:

ks = Azv / AzSr

Ο συντελεστής ασφάλειας ενός ηλεκτρομαγνήτη, σύμφωνα με τις συνθήκες αξιοπιστίας, επιλέγεται πάντα περισσότερο από έναν.

v) Μια παράμετρος ενεργοποίησης είναι η ελάχιστη τιμή του n. γ. ρεύμα ή τάση στην οποία ενεργοποιείται ο ηλεκτρομαγνήτης (μετακίνηση του οπλισμού από δn σε δDa se).

Ζ) Παράμετρος αποδέσμευσης — η μέγιστη τιμή n, αντίστοιχα. s, ρεύμα ή τάση στην οποία ο οπλισμός του ηλεκτρομαγνήτη επιστρέφει στην αρχική του θέση.

ε) Ποσοστό επιστροφής… Ο λόγος n.c στον οποίο ο οπλισμός επιστρέφει στην αρχική του θέση, προς n. γ. ενεργοποίηση ονομάζεται συντελεστής επιστροφής του ηλεκτρομαγνήτη: kv = Азv / АзСр

Για ουδέτερους ηλεκτρομαγνήτες, οι τιμές του συντελεστή επιστροφής είναι πάντα μικρότερες από μία και για διαφορετικά σχέδια μπορεί να είναι από 0,1 έως 0,9. Ταυτόχρονα, η επίτευξη τιμών κοντά και στα δύο όρια είναι εξίσου δύσκολη.

Ο συντελεστής επιστροφής έχει τη μεγαλύτερη σημασία όταν το αντίθετο χαρακτηριστικό είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο χαρακτηριστικό έλξης του ηλεκτρομαγνήτη. Η μείωση της διαδρομής της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας αυξάνει επίσης τον ρυθμό επιστροφής.