КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ ВИТОК

Если отрывное усилие электромагнита будет Р_отр, то дважды за период в точке А (рис. 5-5,в) якорь электромагнита будет отпадать, а в точке В — снова притягиваться, т. е. будет вибрировать с двойной частотой. Вибрация приводит к

износу магнитной системы и сопровождается гудением.

Для устранения вибрации электромагниты переменного тока снабжаются ко-роткозамкнутыми витками (рис. 5-6, а) из проводниковых материалов (медь, латунь), охватывающими часть полюса электромагнита (70 — 80%).

Принцип работы витка заключается в следующем. Общий поток электромагнита Ф разветвляется на поток Ф₁, который проходит по не охваченной витком части полюса, и на поток Ф₂, который проходит через часть, охватываемую короткозамкнутым витком. При этом в витке индуцируется ЭДС е_КЗи возникает ток i_КЗ, сдвинутый по отношению к е_КЗ, на угол ₀ и определяемый весьма незначительной индуктивностью витка. Для упрощения принимаем

₀ = 0. Ток i_КЗ возбуждает магнитный поток Ф_кз, который охватывает короткозамкнутый виток и вместе с частью основного потока образует поток Ф₂,

Рис. 5-5. Кривые изменения силы притяжения электромагнита переменного тока без короткозамкнутого витка

проходящий через часть полюса, охваченную витком, и сдвинутый во времени по отношению к потоку Ф₁ на угол (рис. 5-6,б и в).

Сила притяжения электромагнита Р складывается из двух пульсирующих, но сдвинутых во времени сил P₁ и Р₂ (рис. 5-6, г). Благодаря сдвигу их во времени общая сила Р пульсирует много меньше и минимальное значение ее остается выше Р_отр, чем и исключается вибрация якоря.

Каждая из сил P₁ и Р₂ может быть представлена в виде двух составляющих:

Р₁ = - cos 2 t; (5-31)

Р₂ = - cos 2( t- ); (5-32)

Полная сила

Р = + . (5.33)

Р = + - постоянная составляющая;

- переменная составляющая.

Амплитудное значение Р_12т (рис 5-6, д) переменной составляющей

Р_12т = . (5-34)

тогда полная сила

Р = + - . (5-35)

Как видно из уравнения (5-35), пульсация зависит от угла сдвига , между потоками Ф₁ и Ф₂. Под пульсацией силы понимают отношение амплитудных значений переменной и постоянной составляющих:

= . (5-36)

Пульсация будет отсутствовать при Р_12т =0. Это возможно при одновременном выполнении двух условий: '

1) Р_1m/2 = Р_2m|/2, т.е. Ф₁ = Ф₂;

2) 2 = , т. е. угол сдвига между потоками Ф₁ и Ф₂ должен быть 90°.

Рис. 5-6. Принцип работы короткозамкнутого витка в электромагнитных системах переменного тока

В системах с короткозамкнутым витком достигнуть сдвига потоков на 90° практически невозможно. В осуществляемых системах = 50 ... 80°. Минимальное

значение пульсации получается при соблюдении первого условия.