Parametre og karakteristika for elektromagneter

Grundlæggende egenskaber ved elektromagneter

De mest almindelige er dynamiske egenskaber, der tegner sig for ændringer i n. c. elektromagnet i processen med sit arbejde på grund af virkningen af ​​EMF af selvinduktion og bevægelse, og også tage højde for friktion, dæmpning og inerti af bevægelige dele.

For nogle arter elektromagneter (højhastigheds-elektromagneter, elektromagnetiske vibratorer osv.) Kendskab til de dynamiske egenskaber er obligatorisk, da kun de karakteriserer sådanne elektromagneters arbejdsproces. Men at opnå dynamiske funktioner kræver en masse beregningsarbejde. Derfor er de i mange tilfælde, især når nøjagtig rejsetidsbestemmelse ikke er påkrævet, begrænset til at rapportere statiske karakteristika.

De statiske egenskaber opnås, hvis vi ikke tager hensyn til effekten på det elektriske kredsløb af den bageste EMF, der opstår under bevægelsen af ​​elektromagnetens anker, dvs. vi antager, at strømmen i elektromagnetens spole er uændret og lig for eksempel med driftsstrømmen.

De vigtigste egenskaber ved elektromagneten set fra dens foreløbige vurdering er følgende:

1. Traction statisk karakteristik af elektromagneten ... Det repræsenterer afhængigheden af ​​den elektromagnetiske kraft af positionen af ​​ankeret eller arbejdsgabet for forskellige konstante værdier af spændingen, der 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 — når en last løftes, c — i form af en fjeder, d — i form af en række indgangsfjedre, δn — indledende spillerum, δk er den endelige clearance.

2. Karakteristisk for de modsatte kræfter (belastning) af elektromagneten... Det repræsenterer afhængigheden af ​​de modsatte kræfter (i det generelle tilfælde reduceret til punktet for påføring af den elektromagnetiske kraft) af arbejdsgabet δ (fig. 1 ): Fn = f (δ)

Sammenligningen af ​​de modsatte og trækkende egenskaber gør det muligt at drage en konklusion (foreløbigt uden at tage hensyn til dynamikken) om elektromagnetens funktion.

For at elektromagneten skal fungere normalt, er det nødvendigt, at trækkarakteristikken i hele området af ændringer i ankerets forløb passerer over den modsatte, og for en klar udløsning skal trækkarakteristikken tværtimod passere under den modsatte (fig. 2).

Ris. 2. Mod koordinering af de aktive og modstående kræfters karakteristika

3. Belastningskarakteristik for elektromagneten... Denne karakteristik relaterer værdien af ​​den elektromagnetiske kraft og størrelsen af ​​spændingen påført spolen eller strømmen i den med en fast position af ankeret:

Fe = f (u) og Fe = f (i) i δ= konst

4.Betinget brugbar arbejdselektromagnet... Den er defineret som produktet af den elektromagnetiske kraft svarende til det indledende driftsgab med værdien af ​​ankerslaget:

Wny = Fn (δn — δk) i Аz= konst.

Værdien af ​​det betingede nyttige arbejde for en given elektromagnet er en funktion af ankerets begyndelsesposition og størrelsen af ​​strømmen i elektromagnetspolen. I fig. 3 viser karakteristikken for statisk trækkraft Fe = f (δ) og kurve Wny = Fn (δ) elektromagnet. Det skraverede område er proportionalt med Wny ved denne værdi af δn.

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

5. Mekanisk effektivitet af en elektromagnet — den relative værdi af det betingede nyttearbejde Wny sammenlignet med det maksimalt mulige (svarende til det største skraverede område) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Når man beregner en elektromagnet, er det tilrådeligt at vælge dens indledende frigang på en sådan måde, at elektromagneten giver det maksimale nyttige arbejde, dvs. δn svarer til Wp.ym (fig. 3).

6. Reaktionstid for en elektromagnet — tiden fra det øjeblik, signalet tilføres elektromagnetens spole, indtil ankerets overgang til dets endelige position. Alt andet lige er dette en funktion af den oprindelige modsatte kraft Fn:

TSp = f (Fn) ved U = konst

7. Opvarmningskarakteristik er afhængigheden af ​​opvarmningstemperaturen af ​​elektromagnetspolen af ​​varigheden af ​​tændt tilstand.

8. Q-faktor for en elektromagnet, defineret som forholdet mellem elektromagnetens masse og værdien af ​​det betingede nyttearbejde:

D = masse af elektromagnet / Wpu

9.Rentabilitetsindeks, som er forholdet mellem den effekt, der forbruges af elektromagnetspolen, og værdien af ​​det betingede nyttige arbejde:

E = forbrugt strøm / Wpu

Alle disse egenskaber gør det muligt at fastslå egnetheden af ​​en given elektromagnet til visse driftsbetingelser.

Elektromagnetiske parametre

Ud over de ovennævnte egenskaber vil vi også overveje nogle af hovedparametrene for elektromagneter. Disse omfatter følgende:

a) Effekt forbrugt af elektromagneten... Den begrænsende effekt, der forbruges af en elektromagnet, kan begrænses både af mængden af ​​tilladt opvarmning af dens spole og i nogle tilfælde af kredsløbseffektforholdene for elektromagnetens spole.

For effektelektromagneter er begrænsningen som regel dens opvarmning i tændingsperioden. Derfor er mængden af ​​tilladt opvarmning og dens korrekte regnskab lige så vigtige faktorer i beregningen som ankerets givne kraft og slag.

Valget af et rationelt design, både i magnetisk og mekanisk henseende, såvel som med hensyn til termiske egenskaber, gør det muligt, under visse betingelser, at opnå et design med minimale dimensioner og vægt og dermed den laveste pris. Brugen af ​​mere avancerede magnetiske materialer og viklingstråde bidrager også til at øge designeffektiviteten.

I nogle tilfælde kan elektromagneter (f relæ, regulatorer osv.) er designet ud fra at opnå maksimal indsats, dvs. det mindste energiforbrug for en given nyttig operation. Sådanne elektromagneter er karakteriseret ved relativt små elektromagnetiske kræfter og stød og lette bevægelige dele.Opvarmningen af ​​deres viklinger er meget lavere end tilladt.

Teoretisk set kan den effekt, der forbruges af en elektromagnet, reduceres vilkårligt ved tilsvarende at øge størrelsen af ​​dens spole. I praksis er grænsen for dette skabt af den stigende længde af den gennemsnitlige drejning af spolen og længden af ​​den magnetiske induktions midterlinje, med det resultat, at en forøgelse af størrelsen af ​​elektromagneten bliver ineffektiv.

b) Sikkerhedsfaktor... I de fleste tilfælde n. v. initiering kan betragtes som lig med n. c. aktivering af en elektromagnet.

Forholdet mellem n. c. svarende til den stationære værdi af strømmen, k n. med aktivering (kritisk N.S.) (se fig. 2) kaldes sikkerhedsfaktoren:

ks = Azv / AzSr

Sikkerhedsfaktoren for en elektromagnet, i henhold til pålidelighedsbetingelser, vælges altid mere end én.

v) En triggerparameter er minimumsværdien af ​​n. c. strøm eller spænding, ved hvilken elektromagneten aktiveres (flytning af ankeret fra δn til δDa se).

G) Frigivelsesparameter — den maksimale værdi af henholdsvis n. s, strøm eller spænding, ved hvilken elektromagnetens anker vender tilbage til sin oprindelige position.

e) Afkast i procent... Forholdet mellem n.c, hvor ankeret vender tilbage til sin oprindelige position, til n. c. aktivering kaldes elektromagnetens returkoefficient: kv = Азv / АзСр

For neutrale elektromagneter er værdierne af returkoefficienten altid mindre end én, og for forskellige designs kan de være fra 0,1 til 0,9. Samtidig er det lige vanskeligt at opnå værdier tæt på begge grænser.

Returkoefficienten er af størst betydning, når den modsatte karakteristik er så tæt som muligt på elektromagnetens trækkarakteristik. Formindskelse af solenoidens slaglængde øger også returhastigheden.