פרמטרים ומאפיינים של אלקטרומגנטים

מאפיינים בסיסיים של אלקטרומגנטים

הנפוצים ביותר הם מאפיינים דינמיים הגורמים לשינויים ב-n. ג אלקטרומגנט בתהליך עבודתו עקב פעולת EMF של אינדוקציה עצמית ותנועה, וכן לקחת בחשבון חיכוך, שיכוך ואינרציה של חלקים נעים.

עבור מינים מסוימים אלקטרומגנטים (אלקטרומגנטים במהירות גבוהה, ויברטורים אלקטרומגנטיים וכו') הכרת המאפיינים הדינמיים היא חובה, שכן רק הם מאפיינים את תהליך העבודה של אלקטרומגנטים כאלה. עם זאת, השגת תכונות דינמיות דורשת עבודה חישובית רבה. לכן, במקרים רבים, במיוחד כאשר לא נדרשת קביעת זמן נסיעה מדויקת, הם מוגבלים לדיווח על מאפיינים סטטיים.

המאפיינים הסטטיים מתקבלים אם לא ניקח בחשבון את ההשפעה על המעגל החשמלי של EMF האחורי המתרחשת במהלך תנועת האבזור של האלקטרומגנט, כלומר. אנו מניחים שהזרם בסליל האלקטרומגנט אינו משתנה ושווה, למשל, לזרם ההפעלה.

המאפיינים החשובים ביותר של האלקטרומגנט מנקודת המבט של ההערכה המוקדמת שלו הם הבאים:

1. מאפיין מתיחה סטטי של האלקטרומגנט... הוא מייצג את התלות של הכוח האלקטרומגנטי במיקום האבזור או מרווח העבודה עבור ערכים קבועים שונים של המתח המסופק לסליל או הזרם בסליל:

Fe = f (δ) ב-U = const

או Fe = f (δ)ב I= const.

אורז. 1. סוגים אופייניים של עומסים אלקטרומגנטיים: a — מנגנון נעילה, ב — בעת הרמת משא, ג — בצורת קפיץ, d — בצורה של סדרה של קפיצי כניסה, δn — מרווח ראשוני, δk הוא הסופי מִרוָח.

2. מאפיין את הכוחות המנוגדים (עומס) של האלקטרומגנט... הוא מייצג את התלות של הכוחות המנוגדים (במקרה הכללי, מופחת עד לנקודת הפעלת הכוח האלקטרומגנטי) במרווח העבודה δ (איור 1) ): Fn = f (δ)

ההשוואה בין מאפייני הניגוד והמשיכה מאפשרת להסיק מסקנה (ראשית, מבלי לקחת בחשבון את הדינמיקה) לגבי יכולת הפעולה של האלקטרומגנט.

על מנת שהאלקטרומגנט יעבוד כרגיל, יש צורך שמאפיין המתיחה בכל טווח השינויים במהלך האבזור יעבור מעל זה הנגדי, ולשחרור ברור, להיפך, מאפיין המתיחה חייב לעבור מתחת ההפוך (איור 2).

אורז. 2. לקראת תיאום מאפייני הכוחות הפעילים והמנוגדים

3. מאפיין עומס של האלקטרומגנט... מאפיין זה מקשר את ערך הכוח האלקטרומגנטי ואת גודל המתח המופעל על הסליל או הזרם שבו עם מיקום קבוע של האבזור:

Fe = f (u) ו-Fe = f (i) ב-δ= const

4.אלקטרומגנט עבודה שימושי מותנה... הוא מוגדר כמכפלת הכוח האלקטרומגנטי המתאים לפער ההפעלה הראשוני לפי הערך של מהלך האבזור:

Wny = Fn (δn — δk) ב- Аz= const.

הערך של העבודה השימושית המותנית עבור אלקטרומגנט נתון הוא פונקציה של המיקום ההתחלתי של האבזור וגודל הזרם בסליל האלקטרומגנט. באיור. 3 מציג את המאפיין של מתיחה סטטית Fe = f (δ) ועקומה Wny = Fn (δ) אלקטרומגנט. האזור המוצל הוא פרופורציונלי ל-Wny בערך זה של δn.

אורז. 3... פעולה שימושית מותנית של אלקטרומגנט.

5. יעילות מכנית של אלקטרומגנט - הערך היחסי של העבודה השימושית המותנית Wny בהשוואה למקסימום האפשרי (המתאים לאזור המוצל הגדול ביותר) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

כאשר מחשבים אלקטרומגנט, רצוי לבחור את המרווח הראשוני שלו באופן שהאלקטרומגנט ייתן את מירב העבודה השימושית, כלומר. δn מתאים ל-Wp.ym (איור 3).

6. זמן תגובה של אלקטרומגנט - הזמן מרגע הפעלת האות על סליל האלקטרומגנט ועד למעבר האבזור במקומו הסופי. כל שאר הדברים שווים, זו פונקציה של הכוח הנגדי הראשוני Fn:

TSp = f (Fn) ב-U = const

7. מאפיין חימום הוא התלות של טמפרטורת החימום של סליל האלקטרומגנט על משך מצב ההפעלה.

8. Q-factor של אלקטרומגנט, מוגדר כיחס בין מסת האלקטרומגנט לערך העבודה השימושית המותנית:

D = מסה של אלקטרומגנט / Wpu

9.מדד הרווחיות, שהוא היחס בין ההספק שצורך סליל האלקטרומגנט לערך העבודה השימושית המותנית:

E = כוח נצרך / Wpu

כל המאפיינים הללו מאפשרים לקבוע את התאמתו של אלקטרומגנט נתון לתנאים מסוימים של פעולתו.

פרמטרים אלקטרומגנטיים

בנוסף למאפיינים המפורטים לעיל, נשקול גם כמה מהפרמטרים העיקריים של אלקטרומגנטים. אלה כוללים את הדברים הבאים:

א) הספק הנצרך על ידי האלקטרומגנט... ניתן להגביל את ההספק המגביל שצורך אלקטרומגנט הן על ידי כמות החימום המותרת של הסליל שלו ובמקרים מסוימים על ידי תנאי הספק המעגל של סליל האלקטרומגנט.

עבור אלקטרומגנטים כוח, ככלל, המגבלה היא החימום שלו במהלך תקופת ההפעלה. לכן, כמות החימום המותרת והחשבון הנכון שלו הם גורמים חשובים בחישוב כמו הכוח והמהלך הנתונים של האבזור.

הבחירה בתכנון רציונלי, הן במונחים מגנטיים והן במונחים מכניים, כמו גם במאפיינים תרמיים, מאפשרת בתנאים מסוימים לקבל עיצוב במינימום מידות ומשקל ובהתאם למחיר הנמוך ביותר. השימוש בחומרים מגנטיים מתקדמים יותר ובחוטים מתפתלים תורם אף הוא להגברת יעילות התכנון.

במקרים מסוימים, אלקטרומגנטים (עבור ממסר, רגולטורים וכו') מתוכננים על בסיס השגת מאמץ מירבי, כלומר. צריכת האנרגיה המינימלית עבור פעולה שימושית נתונה. אלקטרומגנטים כאלה מאופיינים בכוחות וזעזועים אלקטרומגנטיים קטנים יחסית וחלקים נעים קלים.חימום הפיתולים שלהם נמוך בהרבה מהמותר.

תיאורטית, ניתן להפחית באופן שרירותי את ההספק הנצרך על ידי אלקטרומגנט על ידי הגדלת גודל הסליל שלו. מעשית, המגבלה לכך נוצרת על ידי אורך הגדלת הסיבוב הממוצע של הסליל ואורך קו המרכז של האינדוקציה המגנטית, וכתוצאה מכך הגדלת גודל האלקטרומגנט הופכת ללא יעילה.

ב) מקדם בטיחות... ברוב המקרים נ. v. חניכה יכולה להיחשב שווה ל-n. ג הפעלת אלקטרומגנט.

היחס של n. ג המתאים לערך הנייח של הזרם, k n. עם הפעלה (N.S. קריטי) (ראה איור 2) נקרא גורם הבטיחות:

ks = Azv / AzSr

מקדם הבטיחות של אלקטרומגנט, על פי תנאי האמינות, נבחר תמיד יותר מאחד.

v) פרמטר טריגר הוא הערך המינימלי של n. ג זרם או מתח שבו מופעל האלקטרומגנט (העברת האבזור מ-δn ל-δDa se).

ז) פרמטר שחרור - הערך המרבי של n, בהתאמה. s, זרם או מתח שבו האבזור של האלקטרומגנט חוזר למיקומו המקורי.

ה) אחוז החזר... היחס בין n.c שבו האבזור חוזר למיקומו המקורי, ל-n. ג הפעלה נקראת מקדם ההחזרה של האלקטרומגנט: kv = Азv / АзСр

עבור אלקטרומגנטים ניטרליים, ערכי מקדם ההחזר הם תמיד פחות מאחד, ועבור עיצובים שונים הם יכולים להיות מ-0.1 עד 0.9. יחד עם זאת, השגת ערכים קרובים לשני הגבולות היא קשה באותה מידה.

למקדם ההחזרה יש חשיבות גדולה ביותר כאשר המאפיין ההפוך קרוב ככל האפשר למאפיין המשיכה של האלקטרומגנט. הפחתת מהלך הסולנואיד מגדילה גם את קצב ההחזרה.