Elektromıknatısların parametreleri ve özellikleri

Elektromıknatısların temel özellikleri

En yaygın olanları, n'deki değişiklikleri açıklayan dinamik özelliklerdir. c. elektromıknatıs, kendi kendine indüksiyon ve hareketin EMF'sinin etkisi nedeniyle çalışma sürecinde ve ayrıca hareketli parçaların sürtünme, sönümleme ve ataletini hesaba katar.

Bazı türler için elektromıknatıslar (yüksek hızlı elektromıknatıslar, elektromanyetik vibratörler, vb.) bu tür elektromıknatısların çalışma sürecini yalnızca bunlar karakterize ettiğinden, dinamik özelliklerin bilgisi zorunludur. Bununla birlikte, dinamik özniteliklerin elde edilmesi çok fazla hesaplama çalışması gerektirir. Bu nedenle, çoğu durumda, özellikle doğru seyahat süresi belirlemesinin gerekli olmadığı durumlarda, statik özelliklerin raporlanmasıyla sınırlıdırlar.

Statik özellikler, elektromıknatısın armatürünün hareketi sırasında meydana gelen arka EMF'nin elektrik devresi üzerindeki etkisini dikkate almazsak elde edilir, yani. elektromıknatısın bobinindeki akımın değişmediğini ve örneğin çalışma akımına eşit olduğunu varsayıyoruz.

Ön değerlendirme açısından elektromıknatısın en önemli özellikleri şunlardır:

1. Elektromıknatısın çekiş statik özelliği... Bobine sağlanan voltajın veya bobindeki akımın farklı sabit değerleri için elektromanyetik kuvvetin armatürün konumuna veya çalışma aralığına bağımlılığını temsil eder:

U = sabitte Fe = f (δ)

veya Fe = f (δ)in I= sabit.

Pirinç. 1. Tipik elektromanyetik yük türleri: a — kilitleme mekanizması, b — bir yükü kaldırırken, c — bir yay şeklinde, d — bir dizi giriş yayı şeklinde, δn — ilk boşluk, δk son Boşluk.

2. Elektromıknatısın karşıt kuvvetlerinin (yük) karakteristiği... Karşıt kuvvetlerin (genel durumda, elektromanyetik kuvvetin uygulama noktasına indirgenmiş) çalışma aralığı δ üzerindeki bağımlılığını temsil eder (Şekil 1) ): Fn = f (δ)

Zıt ve çekiş özelliklerinin karşılaştırılması, elektromıknatısın çalışabilirliği hakkında bir sonuç çıkarmayı (önce dinamikleri hesaba katmadan) mümkün kılar.

Elektromıknatısın normal çalışması için, armatürün seyrindeki tüm değişim aralığındaki çekiş karakteristiğinin zıt olanın üstünden geçmesi ve net bir serbest bırakma için, aksine, çekiş karakteristiğinin aşağıdan geçmesi gerekir. tam tersi (Şek. 2).

Pirinç. 2. Aktif ve karşıt güçlerin özelliklerinin koordinasyonuna doğru

3. Elektromıknatısın yük özelliği... Bu özellik, elektromanyetik kuvvetin değeri ve bobine uygulanan voltajın veya armatürün sabit bir konumu ile içindeki akımın büyüklüğünü ilişkilendirir:

δ= sabitte Fe = f (u) ve Fe = f (i)

4.Şartlı olarak faydalı iş elektromıknatıs... İlk çalışma aralığına karşılık gelen elektromanyetik kuvvetin armatür darbesinin değeri ile çarpımı olarak tanımlanır:

Аz= sabit cinsinden Wny = Fn (δn — δk).

Belirli bir elektromıknatıs için koşullu faydalı işin değeri, armatürün başlangıç ​​konumunun ve elektromıknatıs bobinindeki akımın büyüklüğünün bir fonksiyonudur. İncirde. Şekil 3 statik çekiş Fe = f (δ) ve Wny = Fn (δ) elektromıknatıs eğrisinin karakteristiğini göstermektedir. Gölgeli alan, bu δn değerinde Wny ile orantılıdır.

Pirinç. 3… Bir elektromıknatısın şartlı olarak yararlı çalışması.

5. Bir elektromıknatısın mekanik verimliliği — koşullu yararlı çalışmanın Wny'nin mümkün olan maksimum değere (en büyük gölgeli alana karşılık gelen) göreli değeri Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Bir elektromıknatısı hesaplarken, başlangıç ​​boşluğunun elektromıknatısın maksimum faydalı işi vereceği şekilde seçilmesi tavsiye edilir, örn. δn, Wp.ym'ye karşılık gelir (Şekil 3).

6. Bir elektromıknatısın tepki süresi — sinyalin elektromıknatısın bobinine uygulandığı andan armatürün son konumuna geçişine kadar geçen süre. Diğer her şey eşit olduğunda, bu ilk karşıt kuvvet olan Fn'nin bir fonksiyonudur:

U = sabitte TSp = f (Fn)

7. Isıtma özelliği, elektromıknatıs bobininin ısıtma sıcaklığının açık durum süresine bağlı olmasıdır.

8. Bir elektromıknatısın Q faktörü, elektromıknatısın kütlesinin koşullu faydalı işin değerine oranı olarak tanımlanır:

D = elektromıknatıs kütlesi / Wpu

9.Elektromıknatıs bobini tarafından tüketilen gücün koşullu faydalı işin değerine oranı olan karlılık endeksi:

E = tüketilen güç / Wpu

Tüm bu özellikler, belirli bir elektromıknatısın belirli çalışma koşullarına uygunluğunu belirlemeyi mümkün kılar.

elektromanyetik parametreler

Yukarıda listelenen özelliklere ek olarak, elektromıknatısların bazı ana parametrelerini de ele alacağız. Bunlar aşağıdakileri içerir:

a) Elektromıknatıs tarafından tüketilen güç... Bir elektromıknatıs tarafından tüketilen sınırlayıcı güç, hem bobininin izin verilen ısınma miktarıyla hem de bazı durumlarda elektromıknatıs bobininin devre güç koşullarıyla sınırlanabilir.

Güç elektromıknatısları için, kural olarak sınırlama, açma süresi boyunca ısınmasıdır. Bu nedenle, izin verilen ısıtma miktarı ve doğru hesaplanması, armatürün verilen kuvveti ve stroku kadar hesaplamada önemli faktörlerdir.

Hem manyetik hem de mekanik açıdan ve ayrıca termal özellikler açısından rasyonel bir tasarım seçimi, belirli koşullar altında minimum boyut ve ağırlığa ve buna bağlı olarak en düşük fiyata sahip bir tasarım elde etmeyi mümkün kılar. Daha gelişmiş manyetik malzemelerin ve sargı tellerinin kullanılması da tasarım verimliliğinin artmasına katkıda bulunur.

Bazı durumlarda, elektromıknatıslar (için röle, düzenleyiciler, vb.) maksimum efor elde etme esasına göre tasarlanır, örn. belirli bir yararlı işlem için minimum enerji tüketimi. Bu tür elektromıknatıslar, nispeten küçük elektromanyetik kuvvetler ve şoklar ve hafif hareketli parçalar ile karakterize edilir.Sargılarının ısınması izin verilenden çok daha düşüktür.

Teorik olarak, bir elektromıknatıs tarafından tüketilen güç, bobininin boyutunu uygun şekilde artırarak keyfi olarak azaltılabilir. Pratik olarak, bunun sınırı, bobinin ortalama dönüş uzunluğunun ve manyetik indüksiyonun merkez hattının uzunluğunun artmasıyla oluşturulur, bunun sonucunda elektromıknatısın boyutunun artması verimsiz hale gelir.

b) Güvenlik faktörü… Çoğu durumda n. v. başlatma, n'ye eşit kabul edilebilir. c. bir elektromıknatısın çalıştırılması.

n ilişkisi c. akımın durağan değerine karşılık gelen kn. çalıştırma ile (kritik N.S.) (bkz. Şekil 2) güvenlik faktörü olarak adlandırılır:

ks = Azv / AzSr

Bir elektromıknatısın güvenlik faktörü, güvenilirlik koşullarına göre her zaman birden fazla seçilir.

v) Bir tetikleme parametresi, n'nin minimum değeridir. c. elektromıknatısın harekete geçtiği akım veya voltaj (armatürün δn'den δDa se'ye taşınması).

G) Serbest bırakma parametresi — sırasıyla n'nin maksimum değeri. s, elektromıknatısın armatürünün orijinal konumuna döndüğü akım veya voltaj.

e) Geri dönüş yüzdesi… Armatürün orijinal konumuna döndüğü n.c'nin n'ye oranı. c. çalıştırma, elektromıknatısın dönüş katsayısı olarak adlandırılır: kv = Азv / АзСр

Nötr elektromıknatıslar için geri dönüş katsayısı değerleri her zaman birden küçüktür ve farklı tasarımlar için 0,1 ile 0,9 arasında olabilir. Aynı zamanda, her iki sınıra yakın değerlere ulaşmak da aynı derecede zordur.

Geri dönüş katsayısı, zıt özellik elektromıknatısın çekme özelliğine mümkün olduğunca yakın olduğunda büyük önem taşır. Solenoid strokunun azaltılması da geri dönüş oranını artırır.