49 Электромагниты переменного тока

Тяговая характеристика. Якорь ЭМ притягивается к сердечнику при подаче в обмотку как постоянного, так и переменного тока. Считая поток в магнитопроводе синусоидальным, что справедливо при синусоидальном напряжении на зажимах обмотки с пренебрежимо малым активным сопротивлением, по формуле Максвелла найдем выражение для тягового усилия:

где Фδ - магнитный поток в воздушном зазоре; S - поперечное��ечение воздушного зазора; ω - круговая частота питающего тока; (Qтmах = Ф2mах/(2μ0S) - амплитуда тягового усилия, неизменного по знаку и пульсирующего с удвоенной частотой (рис. 15.5).

Притяжение якоря определяется средним значением тягового усилия Qtmed, т.е. его постоянной составляющей (см. рис. 15.5, а).

Разной зависимостью от 8 объясняется различие статических тяговых характеристик ЭМ постоянного и переменного токов, показанных на рис. 15.5, б. Если тяговая характеристика 1 электромагнита постоянного тока круто поднимается с уменьшением δ, то тяговая характеристика 2 электромагнита, работающего на переменном токе, более пологая из-за роста индуктивности обмотки. Если R = 0, то согласно второму закону Кирхгофа приложенное к обмотке напряжение уравновешивается только ЭДС самоиндукции (е), т.е.

50 Поляризованные электромагниты

Принципиальное отличие поляризованных электромагнитов (ПЭМ) от нейтральных состоит в существовании зависимости между направлением перемещения якоря и полярностью управляющего напряженияUp, прикладываемого к рабочей обмотке. Эта зависимость достигается с помощью двух магнитных потоков: рабочего Фр, создаваемого постоянным напряжением, полярность которого может изменяться, и поляризующего Фп, образуемого постоянным магнитом или электромагнитом постоянного тока с неизменной полярностью питающего напряжения (рис. 15.6).

Повышенное быстродействие ПЭМ (несколько миллисекунд) по сравнению с нейтральными ЭМ достигается не только конструктивными приемами (шихтованным магнитопроводом, небольшими ходом и массой якоря, малой постоянной времени обмотки), но и связано непосредственно с его принципом действия: при срабатывании и отпускании поток в магнитопроводе не возникает и не исчезает, а перераспределяется или изменяет свое значение. Еще одна особенность ПЭМ, обусловленная наличием постоянного магнита, заключается в возможности принятия якорем различных фиксированных положений при обесточенной рабочей обмотке.

Различают три основные конструктивные схемы магнитопроводов ПЭМ: последовательную, параллельную (дифференциальную) и мостовую.

Схема ПЭМ с последовательной магнитной цепью, в которой рабочий поток Фр, создаваемый током рабочей обмотки, и поляризующий поток Фп постоянного магнита замыкаются в общем простом неразветвленном магнитопроводе 1, показана на рис. 15.6, а вместе с его схемой замещения (в схеме замещения предполагается, что магнитная цепь не насыщена). При встречном действии потоков Фр и Фп якорь 2 оттянут пружиной 3. Изменение полярности рабочего напряжения вызывает притяжение якоря к сердечнику.