Катушка привода, индуктивность катушки

Если на обмотку катушки ЭММ подано переменное напряжение и U - его действующее значение, то по виткам обмотки будет протекать переменный ток i с действующим значением

, (3.11)

где R - активное сопротивление обмотки катушки ЭММ (Ом), f – циклическая частота переменного напряжения и тока (Гц), L - индуктивность катушки ЭММ (Гн).

Индуктивность L катушки, входящей в состав ЭММ, зависит от количества витков w обмотки и магнитного сопротивления R_М магнитной цепи ЭММ (см. выражение (3.3)). Величина R_М, в свою очередь, зависит от величины воздушного зазора η между якорем и полюсом сердечника ЭММ (см. рис. 3.6). При максимальном зазоре (η=η_К) индуктивность L=L_min определяется магнитным сопротивлением R_М0 воздушного зазора в соответствии с (3.7) и (3.4):

При отсутствии зазора (η=0) индуктивность L=L_max определяется магнитным сопротивлением R_МC стали магнитопровода (ярмо+сердечник+якорь):

.

Для ЭММ электрических аппаратов R_МC<<R_М0 и L_max>>L_min. Поэтому (см. выражение (3.11)) действующее значение тока, протекающего по виткам обмотки катушки ЭММ при разомкнутом якоре (η=η_К) существенно больше действующего значения тока при замкнутом якоре (η=0). Значения токов могут отличаться на порядок (в десять раз).

Обмотку катушки ЭММ переменного тока обычно рассчитывают для продолжительной работы при замкнутом якоре. Поэтому включение обмотки под напряжение, когда якорь разомкнут, сопровождается пусковым током, существенно превышающим номинальный ток катушки. Частое чередование включения и отключения электромагнитного привода переменного тока может привести к повышенному нагреву ЭММ и аппарата в целом (см. п. 1.5). Кроме этого на повышенный нагрев ЭММ влияют вихревые токи в магнитопроводе ЭММ. Для увеличения отдачи тепла в окружающую среду в ЭММ переменного тока применяют катушку небольшой длины и увеличенного диаметра по сравнению с катушкой ЭММ постоянного тока. Для уменьшения вихревых токов сердечник, ярмо и якорь выполняют шихтованными, т. е. состоящими из электрически изолированных друг от друга, плотно прижатых друг к другу пластин толщиной от 0,3 до 1 мм. Пластины изготовляют из электротехнической стали с малым гистерезисом характеристики намагничивания.

Если сравнить на основе выражения (3.11) катушку ЭММ переменного тока с катушкой ЭММ постоянного тока по величине электрического сопротивления провода обмотки, то можно заключить, что провод катушки ЭММ переменного тока имеет меньшее сопротивление, например, за счет увеличения диаметра провода и (или) уменьшения количества витков обмотки. Отличие катушек объясняется наличием в выражении (3.11) реактивного индуктивного сопротивления X_L=2πfL большой величины по сравнению с величиной сопротивления провода витков обмотки катушки ЭММ переменного тока (обмотка ЭММ постоянного тока не создает реактивного сопротивления при работе в установившемся режиме).