Іі Сила тяги в магнітній системі змінного струму

Так як магнітна система електромагнітів змінного струму працює в зоні кривої намагнічування до насичення, а значення струму, що намагнічує, змінюється як по величині, так і в часі, то за таким же законом змінюється і величина потоку і, отже, міняються і миттєві значення сили тяги.

Амплітудне значення сили тяги визначається за формулою:

, (2.8)

а миттєве значення сили тяги:

. (2.9)

Так як , то (2.9) прийме вигляд:

. (2.10)

Таким чином, сила тяги електромагніта змінного струму має дві складові: постійну, що дає середню силу за період струму, і змінну, причому величина амплітуди останньої дорівнює постійної складової, а частота в два рази більше. Сумарна сила притягнення коливається від подвійної амплітуди до нуля, що викликає вібрацію якоря. Для усунення вібрації змінну складову прагнуть зменшити до нуля. Це досягається використанням к.з. витка, який надівають на розщеплений наконечник полюса, при цьому. Конструкція та принцип дії електромагніту змінного струму з короткозамкненим витком приведена н а рис. 2.2.

Тому з достатнім ступенем точності для практичних розрахунків силу тяги електромагніта змінного струму (при наявності к.з. витка) визначають за формулою Максвела:

(2.11)

де .

Тягова (статична ) характеристика електромагніта – це залежність сили тяги від робочого зазору: Р_ем = f(δ) при U=const або при I=const.

Оснащення робочого місця

Дослідження розімкненої системи електромагніта змінного струму здійснюється на стенді для дослідження електромагнітів, конструктивна схема якого приведена на рис. 1.5. Прилади для виміру електричних величин та перемикачі змонтовані на лабораторному стенді. Електронні прилади (вольтметр рV2 і міліамперметр рА1) встановлені на лабораторному столі.

Опис лабораторного стенда для дослідження електромагнітів змінного струму наведений в методичних вказівках до лабораторної роботи № 1 (стор. 15).

Вказівки щодо виконання лабораторної роботи

1. Експериментальне визначення провідності повітряного зазору.

1.1. Записати паспортні дані тільки того обладнання, що бере участь в експерименті.

1.2. Принципова електрична схема для дослідження електромагніта змінного струму приведена на рис. 1.6.

1.3. За допомогою штангенциркуля (лінійки) визначити переріз стержнів і довжину δ повітряного зазору в бічних стержнях.

1.4. Встановити нерухомо посередині зазору вимірювальну котушку W₂ (величина зазору задається викладачем).

1.5. Вимір ЕРС вимірювальної котушки W_2.

1.5.1. Автоматичним вимикачем QF1 подати напругу на лабораторний автотрансформатор ТV1 і встановити вихідну напругу його рівну нулю.

1.5.2. Замкнути ключ S2, підключивши вимірювальну котушку до вольтметра рV2.

1.5.3. Замкнути ключ S1, подавши напругу на трансформатор ТV2.

1.5.4. Змінюючи напругу, що подається на обмоткуW₁, що намагнічує, в межах (0,5…1,25)U_1н за допомогою автотрансформатора ТV1 і контролюючи її по вольтметру рV1, визначити струм I₁, що намагнічує, потужності Р₁, що споживається і ЕРС обмотки W₂. Після завершення дослідження повернути установку у вихідне положення.

1.5.5. Встановити котушку W₂ на торець полюса і повторити п.п.5.1-5.4 при тих же значеннях напруги живлення котушки, що намагнічує.

1.6. Встановити зазор δ₂ і п.п. 5.1-5.5 повторити. Результати експеримен-тів записати в таблицю 2.1.

1.7. Індуктивність електромагнітної системи змінного струму визначає-ться за виразом:

, (2.12)

де f – частота струму живильної мережі, f =50 Гц.

1.8. Розрахувати провідність повітряного зазору без врахування випинання Λ_ і з врахуванням випинання Λ_В потоку по формулі (2.5). Результати розрахунку занести в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

Зазор

Експериментальні дані

Розрахункові дані

U1, B

I1, А

Р1, Вт

Еδ, В

Е1, В

Ф1max, Вб

Фδmax, Вб

В1max Тл

Вδmax Тл

Нδ, А/м

Fδ, А

L1, Гн

Λ, Гн

ΛВ, Гн

δ=δ1

δ=δ2

1.9. Розрахувати провідність повітряного зазору Λ_р за формулою (2.1) і порівняти з розрахунком провідності Λ_в.

1.10. За даними таблиці 2.1 побудувати залежність В_δ = f₁(Н_δ) при повітряних зазорах δ₁ і δ_2.