Электромагнитные механизмы

Электромагнитными называются устройства, предназначен­ные для создания в определенном пространстве магнитного поля с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током.

Большинство электрических аппаратов имеет в своём составе электромагнит. Рассмотрим его простейшую конструкцию.

Принципиальная схема включения двигателя на постоянном или переменном токе.

1 - якорь, подвижная часть ЭММ (электромагнитного механизма), с ней механически связано то, что необходимо переместить, перевернуть (контакт магнитного пускателя, вал выключателя, защёлку расцепителя).

2 - сердечник, неподвижная часть ЭММ, жёстко закреплена.

3 - обмотка, W - количество витков.

4 - возвратная пружина.

5 - воздушный зазор, d - величина воздушного зазора, мм.

S - площадь сердечника и якоря.

Принцип действия:при подаче напряжения на катушку, по ней протекает ток. Ток создаёт магнитный поток и намагничивающую силу F=I*W согласно закону полного тока, под действием которой якорь намагничивается и притягивается к полюсам сердечника.

Из физики известно, что сила прямо пропорциональна квадрату магнитного потока : Pэм = К*Ф², Рэм = (В² * S)/m_o (0), где m_{o =} 4p*10^-7 Гн/м

Законы теории электромагнитного поля:

Н* = I*w (1) - закон полного тока,

= 2*d (2),

Н = В/m (3) - связь между напряжённостью и индуктивностью,

Ф = В*S (4), где S - площадь полюсов электромагнита.

Из (1) и (2) следует:

Н =

Из (3) и (4) следует:

- закон Ома для магнитной цепи, где

Подставляем закон Ома для магнитной цепи в формулу (0):

P_ЭM =

Сила, с которой якорь притягивается к сердечнику, пропорциональна квадрату тока.

Принцип действия втягивающих электромагнитов за­ключается в следующем. Постоянный или переменный ток, проходя по катушке, создает магнитный поток, который замыкается через сердечник и якорь. При воздействии магнитного поля сердечника на якорь последний втягивается в катушку и усилие F_э, с которым будет втягиваться якорь, увеличивается с уменьшением зазора меж­ду якорем и сердечником; при δ = 0 усилие F_э, достигает максималь­ного значения. Ток в обмотке магнитов постоянного тока остается по­стоянным, так как он зависит только от активного сопротивления обмотки и напряжения питающей сети, которые не зависят от вели­чины воздушного зазора. В электромагнитах переменного тока сила тока с уменьшением зазора понижается. Это объясняется тем, что при наименьшем зазо­ре индуктивность обмотки, зависящая от величины зазора, будет максимальной. Ток, определяемый активным и индуктивным сопро­тивлениями, будет минимальным.

Классификация электромагнитных механизмов:

1. По роду тока, (протекающего по катушке):

ЭММ постоянного тока.

ЭММ переменного тока.

2. По способу включения катушки:

2.1. С параллельной катушкой. Ток в катушке в этом случае определяется параметрами самой катушки и напряжением, подводимом к ней. Катушка выполняется с большим числом витков из тонкого проводника с большим сопротивлением, ток, протекающий по ней, незначителен, поэтому применяют кнопку.