Релейные характеристики электромагнитов

Релейной называют характеристику, в которой изменение входной величины ведёт к скачкообразному изменению выходной величины.

Рассмотрим РХ контактных систем. Пусть y = f(x)

 

 

Y Y

 

 

0 Xотл Xcp X

0 Xотл Хср Х

 

Для РХ бесконтактных систем характерно изменение «Y» от Ymin до Ymax. Y=0 возможен только в идеале.

 

 

Y

 

Ymax соответствие

 

 

 

Ymin

Х

 

 

Y Y

 

M

Смещение релейной петли

на ось ординат

N

 

-X +X

Относительную ширину релейной петли характеризует Кв:

 

.

В релейный устройствах защиты стремятся к Кв = 1.

 

 

8.3 Тяговые и механические характеристики электромагнитов «-I»

 

Тяговая характеристика – зависимость от электромагнитного усилия между якорем и сердечником.

Механическая характеристика – зависимость механических сил, приведённых к зазору между якорем и сердечником, от величины этого зазора. Тяговая характеристика:

 

, (10)

где ; – сечение воздушного зазора, м2; δ – воздушный зазор, м; I – ток, А; W – число витков обмотки электромагнита.

Для электромагнита клапанного типа:

 

 

Pэ

(IW)2>(IW)1

 

Pэmax (IW)2

 

(IW)1

 

 

 

 

 

 

 

δмин δ0 δ

Рисунок 21 – Тяговые характеристики электромагнита на срабатывание (IW)2 и отпускание (IW)1:

δ0 – начальный зазор; δ – текущий (промежуточный) зазор. δмин – минимальный зазор

 

 

 

δ→δмин

 

 

-I δ

 

Теоретически Рэ = f(δ) при δ < δмин уходит в бесконечность, однако реально она достигает только Рэ.maxиз-за насыщения стали сердечника при малых возд. зазорах. Из-за остаточного магнетизма в стали сердечника якорь, после снятия сигнала с обмотки сердечника, может не «отлипнуть» т.е. останется притянутым к сердечнику, поэтому минимальный зазор регулируется с помощью штифта отлипания.

 

Механическая характеристика:

 

Pм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 δмин δо δ

 

Рисунок 22 – Совмещенная механическая характеристика электромагнита

Составлена из суммы характеристик возвратной пружины ВП и характеристик контактных пружин нормального открытого и нормального закрытого контактов.

Тяговая и механическая характеристика должны быть согласованы. Согласно рисунку ниже они должны пересекаться в точках 1 и 2.

 

Рэ

Рм (IW)cр

(IW)отп

Удачное согласование

 

 

 

0 δмин δо

 

Рисунок 23 – Удачное согласование характеристик: (IW)cр – тяговая характеристика при токе срабатывания

(IW)отп – то же, но при токе отпускания

 

 

Pэ Рм

 

 

Неудачное согласование!!!

 

 

 

 

 

 

 

0 δмин δ3 δ4 δо

 

Рисунок 24 – Неудачное согласование характеристик

 

В точках 3 и 4 наблюдается равновесие Рэ и Рм, поэтому якорь в точках 3 и 4 может как бы «застрять», т.е. работать неустойчиво.

Для электромагнитов с вращающимся и втягивающимся якорем в качестве тяговой выступает характеристика:

 

f(α), F= f(α),

 

где М – момент силы; α – угол поворота якоря.

 

 
 


1 – вращающийся якорь

2 – втягивающийся якорь

 

 

Рисунок 25 – Тяговая характеристика электромагнита с вращающимся (M) и втягивающимся якорем (F)

 

8.4 Особенности электромагнитов «~» тока

 

1. На «~» I в стали магнитопроводе создаётся потери, вызываемые вихревыми токами и гистерезисом. Для уменьшения потерь электромагнит выполняют из электротехнической стали.

Потери в стали:

 

Рст = Рудf 1,3 ∙Вмакс∙ Gст, (11)

 

где Руд – удельные потеримв стали данной марки и сечения,Вт; Bмакс – амплитудное значение индукции, тесла; Gст – масса магнитопровода, кг; f – частота тока

(отметить влияние петли гистерезиса на потери в стали!!!)

2. Ток в обмотке зависит главным образом от её индуктивного сопротивления, тяговой характеристики и от способа включения обмотки.

Тяговое усилие электромагнита «~» тока примерно вдвое меньше, чем у электромагнита «-» тока при одинаковых условиях включения.

Если обмотка электромагнита включается последовательно с какой-либо нагрузкой, определяющей ток обмотки, то при U = const тяговое усилие почти не зависит от величины «δ» и практически постоянно. Поэтому «δ» может быть для электромагнита «~» тока относительно большим.

 

Рээ ср(1-cos2ωt). (12)

 

3. Вибрации якоря, поскольку Рэ складывается из двух составляющих: переменной и постоянной. Первая изменяется с двойной частотой и зависит от времени. Уменьшение Рэ при переходе тока через нуль вызывает вибрации, поскольку Рэ то меньше, то больше момента возвратной пружины.

Способы устранения вибрации:

1. Двухобмоточный сердечник, у которого одна обмотка подключена к индуктивности, другая – к ёмкости, в результате чего усилие Рэ не зависит от «t»

 

 

 

Рисунок 26 – Подключение двух обмоток на сердечник электромагнита

 

Создаётся сдвиг фаз токов в индуктивности и емкости во времени. Результирующий ток не равен нулю в любой момент времени.

 

2. Короткозамкнутый виток.

 

 

 

 

Рисунок 27 – Короткозамкнутые витки на сердечнике

 

Один из полюсов сердечника расщепляется и большую его часть охватывает КЗР виток.

Результат: поток «Ф» расщепляется на Фа и Фв, сдвинутые по фазе во времени и одновременно не могут быть равны нулю.

 

 






Дата добавления: 2016-01-16; просмотров: 720; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.026 сек.