Тяговая характеристика

Определим выражение для тяговой характеристики. Представим взаимное расположение якоря, катушки и сердечника в виде, представленном на рис. 1.6, где 1 - катушка; 2 - сердечник; 3 - якорь; 4 - штифт отлипания. Механическая работа А, совершаемая электромагнитным усилием при перемещении якоря на величину , определяется

.

При этом происходит изменение энергии в электромагнитной системе

,

где I - ток в катушке; w - число витков катушки; Ф₀ - магнитный поток при зазоре ; - магнитный поток при притянутом сердечнике.

Магнитный поток, в свою очередь, определяется

,

где и - магнитные сопротивление и проводимость цепи соответственно.

Положим, что магнитное сопротивление замкнутого магнитопровода сечением S определяется магнитным сопротивлением зазора , тогда

= ,

где Г/м.

Изменение энергии в электромагнитной системе обусловлено механической работой по перемещению якоря, тогда

.

Переходя от приращений к производным, запишем

.

Переменной величиной является магнитная проводимость, а именно определяющий здесь ее параметр , тогда

. (1.8)

Минус в выражении (1.8) говорит о разных направлениях изменений X

и .

В соответствии с выражением (1.8) при зазоре электромагнитное усилие стремится к бесконечности. Однако фактически это не наблюдается, что обусловлено насыщением магнитопровода (рис.1.7,а). Механическая характеристика формируется от усилий пружины возврата и в общем случае (для реле управления) от усилий размыкающих и замыкающих контактов. Относительно тяговой характеристики она направлена в обратную сторону и должна располагаться в нижнем квадранте, однако для удобства рассмотрения механизма срабатывания на графиках рис. 1.7 она взята с обратным знаком. Взаимное расположение характеристик и - представлено на рис. 1.7,в. Характеристика - должна располагаться между двумя характеристиками , соответствующими току срабатывания и отпускания, т.е. при - якорь притягивается; - якорь отпускается. Если эти характеристики имеют точки контакта (это означает равенство электромагнитного и механического усилий), то в них возможно «залипание», т.е. останов якоря, а следовательно, и связанных с ним контактов.

Для резкого увеличения магнитного сопротивления цепи при снятии тока в катушке на якоре выполняют так называемый «штифт отлипания». Отсутствие его, кроме этого, может привести к "залипанию" якоря за счёт остаточной магнитной индукции.