Parametre og egenskaper for elektromagneter

Grunnleggende egenskaper ved elektromagneter

De vanligste er dynamiske egenskaper som står for endringer i n. c. elektromagnet i prosessen med sitt arbeid på grunn av virkningen av EMF av selvinduksjon og bevegelse, og også ta hensyn til friksjon, demping og treghet til bevegelige deler.

For noen arter elektromagneter (høyhastighets elektromagneter, elektromagnetiske vibratorer, etc.) kunnskap om de dynamiske egenskapene er obligatorisk, siden bare de karakteriserer arbeidsprosessen til slike elektromagneter. Men å skaffe dynamiske funksjoner krever mye beregningsarbeid. Derfor er de i mange tilfeller, spesielt når nøyaktig reisetidsbestemmelse ikke er nødvendig, begrenset til å rapportere statiske egenskaper.

De statiske egenskapene oppnås hvis vi ikke tar hensyn til effekten på den elektriske kretsen til den bakre EMF som oppstår under bevegelsen av ankeret til elektromagneten, dvs. vi antar at strømmen i spolen til elektromagneten er uendret og lik for eksempel driftsstrømmen.

De viktigste egenskapene til elektromagneten sett fra dens foreløpige evaluering er følgende:

1. Traction statisk karakteristikk for elektromagneten ... Det representerer avhengigheten av den elektromagnetiske kraften på posisjonen til ankeret eller arbeidsgapet for forskjellige konstante verdier av spenningen som leveres til spolen eller strømmen i spolen:

Fe = f (δ) ved U = konst

eller Fe = f (δ)i I= konst.

Ris. 1. Typiske typer elektromagnetiske belastninger: a — låsemekanisme, b — ved løfting av en last, c — i form av en fjær, d — i form av en serie inngangsfjærer, δn — innledende klaring, δk er den siste klarering.

2. Karakteristikk av de motstående kreftene (belastningen) til elektromagneten... Den representerer avhengigheten av de motstående kreftene (i det generelle tilfellet redusert til punktet for påføring av den elektromagnetiske kraften) på arbeidsgapet δ (fig. 1) ): Fn = f (δ)

Sammenligningen av de motsatte og trekkraftegenskapene gjør det mulig å trekke en konklusjon (foreløpig, uten å ta hensyn til dynamikken) om elektromagnetens funksjonalitet.

For at elektromagneten skal fungere normalt, er det nødvendig at trekkkarakteristikken i hele spekteret av endringer i løpet av ankeret passerer over den motsatte, og for en klar utløsning, tvert imot, må trekkkarakteristikken passere under den motsatte (fig. 2).

Ris. 2. Mot koordinering av egenskapene til de aktive og motstridende kreftene

3. Belastningskarakteristikk for elektromagneten... Denne karakteristikken relaterer verdien av den elektromagnetiske kraften og størrelsen på spenningen som påføres spolen eller strømmen i den med en fast posisjon av ankeret:

Fe = f (u) og Fe = f (i) i δ= konst

4.Betinget nyttig arbeidselektromagnet... Den er definert som produktet av den elektromagnetiske kraften som tilsvarer det innledende driftsgapet med verdien av ankerslaget:

Wny = Fn (δn — δk) i Аz= konst.

Verdien av det betingede nyttige arbeidet for en gitt elektromagnet er en funksjon av den opprinnelige posisjonen til ankeret og størrelsen på strømmen i elektromagnetspolen. I fig. 3 viser karakteristikken for statisk trekkraft Fe = f (δ) og kurve Wny = Fn (δ) elektromagnet. Det skraverte området er proporsjonalt med Wny ved denne verdien av δn.

Ris. 3... Betinget nyttig drift av en elektromagnet.

5. Mekanisk effektivitet av en elektromagnet — den relative verdien av det betingede nyttearbeidet Wny sammenlignet med det maksimalt mulige (tilsvarer det største skraverte området) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Når du beregner en elektromagnet, er det tilrådelig å velge dens innledende klaring på en slik måte at elektromagneten gir maksimalt nyttig arbeid, dvs. δn tilsvarer Wp.ym (fig. 3).

6. Responstid for en elektromagnet — tiden fra det øyeblikket signalet tilføres spolen til elektromagneten til overgangen til ankeret i sin endelige posisjon. Alt annet likt, er dette en funksjon av den opprinnelige motkraften Fn:

TSp = f (Fn) ved U = konst

7. Oppvarmingskarakteristikk er avhengigheten av oppvarmingstemperaturen til elektromagnetspolen av varigheten av på-tilstanden.

8. Q-faktor for en elektromagnet, definert som forholdet mellom massen til elektromagneten og verdien av det betingede nyttearbeidet:

D = masse av elektromagnet / Wpu

9.Lønnsomhetsindeks, som er forholdet mellom kraften som forbrukes av elektromagnetspolen og verdien av det betingede nyttige arbeidet:

E = forbrukt strøm / Wpu

Alle disse egenskapene gjør det mulig å fastslå egnetheten til en gitt elektromagnet for visse driftsbetingelser.

Elektromagnetiske parametere

I tillegg til egenskapene som er oppført ovenfor, vil vi også vurdere noen av hovedparametrene til elektromagneter. Disse inkluderer følgende:

a) Strøm forbrukt av elektromagneten... Begrensningseffekten som forbrukes av en elektromagnet kan begrenses både av mengden tillatt oppvarming av spolen og i noen tilfeller av kretseffektforholdene til spolen til elektromagneten.

For kraftelektromagneter er begrensningen som regel dens oppvarming i innkoblingsperioden. Derfor er mengden tillatt oppvarming og dens korrekte regnskap like viktige faktorer i beregningen som ankerets gitte kraft og slag.

Valget av en rasjonell design, både i magnetiske og mekaniske termer, så vel som når det gjelder termiske egenskaper, gjør det mulig, under visse forhold, å oppnå et design med minimumsdimensjoner og vekt og følgelig den laveste prisen. Bruk av mer avanserte magnetiske materialer og viklingsledninger bidrar også til å øke designeffektiviteten.

I noen tilfeller kan elektromagneter (for relé, regulatorer osv.) er utformet på grunnlag av å oppnå maksimal innsats, dvs. minimum energiforbruk for en gitt nyttig operasjon. Slike elektromagneter er preget av relativt små elektromagnetiske krefter og støt og lette bevegelige deler.Oppvarmingen av viklingene deres er mye lavere enn tillatt.

Teoretisk sett kan effekten som forbrukes av en elektromagnet reduseres vilkårlig ved å øke størrelsen på spolen tilsvarende. I praksis skapes grensen for dette av den økende lengden på spolens gjennomsnittlige omdreining og lengden på senterlinjen til den magnetiske induksjonen, med det resultat at å øke størrelsen på elektromagneten blir ineffektiv.

b) Sikkerhetsfaktor... I de fleste tilfeller n. v. initiering kan betraktes som lik n. c. aktivering av en elektromagnet.

Forholdet til n. c. tilsvarende den stasjonære verdien av strømmen, k n. med aktivering (kritisk N.S.) (se fig. 2) kalles sikkerhetsfaktoren:

ks = Azv / AzSr

Sikkerhetsfaktoren til en elektromagnet, i henhold til pålitelighetsforhold, velges alltid mer enn én.

v) En triggerparameter er minimumsverdien på n. c. strøm eller spenning som elektromagneten aktiveres ved (flytter ankeret fra δn til δDa se).

G) Frigjøringsparameter — den maksimale verdien av n, henholdsvis. s, strøm eller spenning ved hvilken ankeret til elektromagneten går tilbake til sin opprinnelige posisjon.

e) Prosentandel av avkastning... Forholdet mellom n.c der ankeret går tilbake til sin opprinnelige posisjon, til n. c. aktivering kalles returkoeffisienten til elektromagneten: kv = Азv / АзСр

For nøytrale elektromagneter er verdiene av returkoeffisienten alltid mindre enn én, og for forskjellige design kan de være fra 0,1 til 0,9. Samtidig er det like vanskelig å oppnå verdier nær begge grensene.

Returkoeffisienten er av størst betydning når den motsatte karakteristikken er så nær som mulig trekkkarakteristikken til elektromagneten. Redusering av solenoidslaget øker også returhastigheten.