Какое устройство применяют для регулирования силы тока в электромагните
Перейти к содержимому

Какое устройство применяют для регулирования силы тока в электромагните

  • автор:

Электромагниты

Электромагниты для гидроаппаратуры

Электромагниты для систем пожарной безопасности и вентиляции

Электромагниты для систем пожарной безопасности и вентиляции

Блоки питания

Блоки питания

Электромагниты для автотранспортных систем

Электромагниты для автотранспортных систем

Электромагнит

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.

Обмотку электромагнитов изготавливают из изолированного алюминиевого или медного провода, хотя есть и сверхпроводящие электромагниты. Магнитопроводы изготавливают из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи (токи Фуко) магнитопроводы выполняют из набора листов.

Электромагниты являются неотъемлемой частью электрических машин, многих устройств промышленной автоматики, аппаратуры регулирования и защиты разнообразных электротехнических установок. Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура. Наконец, гигантские электромагниты для ускорения элементарных частиц применяются в синхрофазотронах.

Вес электромагнитов колеблется от долей грамма до сотен тонн, а потребляемая при их работе электрическая мощность — от милливатт до десятков тысяч киловатт.

Особой областью применения электромагнитов являются электромагнитные механизмы. В них электромагниты используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения рабочего органа или поворота его в пределах ограниченного угла, или для создания удерживающей силы.

Реле: устройство и принцип работы

Реле: устройство и принцип работы

Реле — электрическое устройство (выключатель), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электрические, механические и тепловые реле .

Также существует класс электронных полупроводниковых приборов, именуемых оптореле ( твердотельное реле ) , но он в данной статье не рассматривается.

ВАЫП54У.png

В электронной схемотехнике иногда электронные блоки с функцией переключения цепи по изменению какого-либо физического параметра также называют реле. Например, фотореле , реле контроля фаз или реле-прерыватель указателей поворота автомобиля.

В этой статье мы расскажем об устройстве, классификации и принципе работы реле.

Устройство

Основные части электромагнитного реле — это электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь — пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами.

Классификация реле

По начальному состоянию контактов выделяются реле с:

  • нормально замкнутыми контактами;
  • нормально разомкнутыми контактами;
  • переключающимися контактами.

По типу управляющего сигнала выделяются реле:

— нейтральные реле: полярность управляющего сигнала не имеет значения, регистрируется только факт его присутствия/отсутствия (пример: реле типа НМШ);

— поляризованные реле: чувствительны к полярности управляющего сигнала, переключаются при её смене (пример: реле типа КШ);

— комбинированные реле: реагируют как на наличие/отсутствие управляющего сигнала, так и на его полярность (пример: реле типа КМШ);

— по допустимой нагрузке на контакты;

— по времени срабатывания.

цу4еам.png

По типу исполнения :

  • Электромеханические реле:

— электромагнитные реле (обмотка электромагнита неподвижна относительно сердечника);

— магнитоэлектрические реле (обмотка электромагнита с контактами подвижна относительно сердечника);

ывмс.png

— ферродинамические реле;

По контролируемой величине:

ымчсмч.png

Специальные виды электромагнитных устройств:

  • шаговый искатель;
  • устройство защитного отключения ;
  • автоматический выключатель ;
  • реле времени ;
  • электромеханический счётчик .

Особенности работы

Работа электромагнитных реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле монтируются на основании и закрываются крышкой. Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластина) с одним или несколькими контактами. Напротив них находятся соответствующие парные неподвижные контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего сигнала электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения управляющего напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение. В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех.

фва3йуц.jpg

Управляемая цепь электрически никак не связана с управляющей (такая ситуация часто обозначается в электротехнике как сухой контакт). Более того, в управляемой цепи величина тока может быть намного больше, чем в управляющей. Источником управляющего сигнала могут быть: слаботочные электрические схемы (например, дистанционного управления), различные датчики (света, давления, температуры и т. п.), и другие приборы, которые на выходе имеют минимальные значения тока и напряжения. Таким образом, реле выполняют роль дискретного усилителя тока, напряжения и мощности в электрической цепи. Это свойство реле, кстати, имело широкое применение в самых первых дискретных (цифровых) вычислительных машинах. Впоследствии реле в цифровой вычислительной технике были заменены сначала лампами, потом транзисторами и микросхемами — работающими в ключевом (переключательном) режиме. В настоящее время имеются попытки возродить релейные вычислительные машины с использованием нанотехнологий.

В настоящее время в электронике и электротехнике реле используют в основном для управления большими токами. В цепях с небольшими токами для управления чаще всего применяются транзисторы или тиристоры.

При работе со сверхбольшими токами (десятки-сотни ампер; например, при очистке металла методом электролиза) для исключения возможности пробоя контакты управляемой цепи исполняются с большой контактной площадью и погружаются в масло (так называемая «масляная ячейка»).

Реле до сих пор очень широко применяются в бытовой электротехнике, в особенности для автоматического включения и выключения электродвигателей (пускозащитные реле), а также в электрических схемах автомобилей. Например, пускозащитное реле обязательно имеется в бытовом холодильнике, а также в стиральных машинах. В этих устройствах реле намного надёжнее электроники, так как оно устойчиво к броску тока при запуске электродвигателя и, особенно, к сильному броску напряжения при его отключении. Покупать релейное электрооборудование рекомендуется в специализированных электротехнических магазинах, где можно будет получить грамотную консультацию и в случае неправильного выбора вернуть товар обратно. На рынках покупать такие устройства нежелательно, так как на них чаще всего отсутствуют сертификаты соответствия или нарушены условия хранения.

Приобрести качественное реле можно в ТВК « ЭлектроЦентр » и на сайте интернет-магазина stv 39. ru .

Магнитные методы (МК)

Магнитные методы (МК)

Магнитный контроль (МК) основан на изменении направления магнитного потока при прохождении через участки с пониженной магнитной проницаемостью, например дефекты в виде разрыва сплошности металла. При этом над дефектом возникают магнитные поля рассеяния – участки повышенной намагниченности. МК обеспечивает высокую чувствительность контроля и позволяет обнаруживать в ферромагнитных материалах поверхностные и подповерхностные трещины различного происхождения, волосовины с раскрытием 0,0005-0,001 мм, глубиной 0,01-0,05 мм, протяженностью 0,3-0,5 мм и более крупные [306]. По способам регистрации полей рассеяния (участков повышенной намагниченности) выделяют три метода МК: магнитопорошковый, индукционный, феррозондовый.В основу принципа действия индукционных преобразователей положен закон электромагнитной индукции, согласно которому ЭДС E, наведенная в замкнутом контуре L, пропорциональна изменению во времени магнитного потока B(t) [284].

Наибольшее распространение в промышленности получил магнитопорошковый контроль (МПК). В качестве индикатора в данном случае используются магнитные частицы, которые притягиваются к полям рассеяния и скапливаются, тем самым образуя индикаторные следы прямо над несплошностями.

Магнитопорошковый метод относится к индикаторным (неизмерительным) методам неразрушающего контроля.

Метод предназначен для выявления несплошностей ферромагнитного металла с относительной магнитной проницаемостью не менее 40.

МПК является одним из самых чувствительных методов неразрушающего контроля.

Метод позволяет обнаруживать при соответствующих условиях визуально невидимые и слабо видимые поверхностные дефекты со следующими минимальными размерами:

• раскрытием 0,001 мм;
• глубиной 0,01 мм;
• протяженностью 0,5 мм, а также более крупные.

Метод не позволяет определять длину, глубину и ширину поверхностных дефектов, размеры подповерхностных дефектов и глубину их залегания.

  • Ориентация дефекта: наивысшая чувствительность контроля имеет место в случае, когда направление магнитного потока в детали перпендикулярно плоскости раскрытия выявляемых дефектов. Поэтому для обнаружения дефектов произвольной ориентации применяют намагничивание в двух (или более) направлениях или комбинированное, сочетающее разные виды магнитных полей.
  • Тип дефекта: дефекты обтекаемой формы с округлыми краями выявляются хуже, чем дефекты с острыми краями. Например, волосовины выявляются значительно труднее, чем трещины.
  • Вид тока намагничивания: при намагничивании постоянным током (постоянными магнитами) магнитное поле распространяется вглубь контролируемого объекта, что обуславливает возможность выявления подповерхностных дефектов. Данная возможность, однако, ограничена при контроле объектов значительной толщины, т.к. при их намагничивании большая часть энергии магнитного поля уходит в толщу объекта, что не обеспечивает достаточного уровня напряженности магнитного поля даже для выявления поверхностных дефектов. При намагничивании переменным током из-за так называемого скин-эффекта плотность тока, а следовательно, и плотность магнитного потока будет больше у поверхности намагничиваемого изделия. По этой причине при намагничивании переменным током выявляются только поверхностные дефекты.
  • Качество поверхности, на которую наносят суспензию или порошок. Оптимальная шероховатость поверхности деталей, подвергаемых магнитопорошковому контролю, соответствует по параметру Rа = 2,5…1,25 мкм. На такой поверхности может быть получена наивысшая чувствительность. Увеличение шероховатости поверхности ведет к снижению чувствительности контроля, так как выявление тонких дефектов (с раскрытием 1 мкм) затрудняется из-за появления фона из магнитного порошка, оседающего на микрорельефе поверхности. Это приводит к необходимости уменьшения напряженности намагничивающего поля и, следовательно, к снижению чувствительности контроля. Если на поверхности контролируемого изделия имеются резкие переходы (например, усиление валика шва, чешуйчатость, подрезы) или крупные микронеровности, то магнитный порошок интенсивнее скапливается не над дефектами, а в местах переходов и углублений. Поэтому при контроле сварных швов с усилением или грубой чешуйчатостью необходимо учитывать возможность появления ложных индикаций.

Магнитопорошковый контроль основного материала, сварных соединений и наплавок, в зависимости от магнитных свойств объекта, условий и задач контроля, проводят двумя способами:

  • приложенного поля (СПП);
  • остаточной намагниченности (СОН).

При контроле способом остаточной намагниченности объект контроля предварительно намагничивают, а затем, после снятия магнитного поля, наносят магнитный индикатор (сухой порошок или суспензию). Промежуток времени между указанными операциями должен быть не более одного часа. Осмотр контролируемой поверхности с целью оценки качества проводят после стекания основной массы суспензии, когда рисунок индикаторного следа полностью сформирован. Способ остаточной намагниченности применим только для контроля изделий, изготовленных из магнитожестких материалов, для которых коэрцитивная сила Нс более 10 А/см, а остаточная индукция Br материала контролируемого изделия не менее 0,5 Тл.

При контроле СПП операции намагничивания объекта контроля и нанесения на него магнитной суспензии выполняют одновременно. При этом, в процессе испытаний намагничивание продолжают после прекращения нанесения суспензии до стекания с контролируемой поверхности ее основной массы. Осмотр контролируемой поверхности производят как в процессе, так и после прекращения намагничивания. СПП обычно применяют для контроля объектов, изготовленных из магнитомягких материалов, т.е. материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой (9,5-10,0 А/см и менее). В ряде случаев СПП контролируют также детали из магнитожестких сталей, в том числе когда:

  • изделие имеет сложную форму или малое (менее 5) удлинение, т.е. малое отношение его длины к диаметру;
  • изделие крупногабаритное и контролируется по участкам;
  • необходимо обнаружить не только поверхностные, но и подповерхностные дефекты на глубине более 0,1 мм;
  • технические параметры аппаратуры не позволяют вести контроль СОН;
  • на деталях имеется неснимаемое немагнитное покрытие большой толщины (слои хрома, краски, цинка общей толщиной до 40-50 мкм и более).

Для намагничивания объекта контроля используют постоянные магниты и электромагниты различных конфигураций, устройства для циркулярного намагничивания (пропусканием электрического тока) и намагничивающие катушки.

Устройства для намагничивания: а – постоянный магнит, б – электромагнит, в – соленоиды, г – дефектоскоп для циркулярного намагничивания

Для обеспечения требуемой выявляемости дефектов при МПК необходимо создать в зоне контроля определенную напряженность приложенного магнитного поля. Диапазон значений напряженности приложенного магнитного поля Hmin (А/см) определяется по формулам:

где НС – коэрцитивная сила контролируемого материала.
Графически данные зависимости представлены на рисунке:

В случае, если фактическое значение напряженности магнитного поля не соответсвует указанному дипазону, нельзя гарантировать выявление поверхностных дефектов с раскрытием 0,001 мм и глубиной 0,01 мм и более. А значит, результаты «контроля» не будут соответствовать ГОСТ Р 56512-2015 и могут быть без труда поставлены под сомнение. Ценность таких результатов отрицательна, так обязательные для выявления дефекты всегда остаются «за кадром».

Для расчета Нmin необходимо знать величину коэрцитивной силы. Ее значение потребуется измерять при контроле каждого нового типа объекта. Это необходимо делать по следующим причинам:

  1. Величина коэрцитивной силы даже для одного металла будет отличаться в несколько раз в зависимости от вида термической обработки, конкретного химического состава, степени поврежденности металла в процессе эксплуатации и направления намагничивания. Таблиц, учитывающих все эти факторы просто не существует.
  2. Даже, если было бы известно значение коэрцитивной силы для основного металла, ее значение для сварного соединения будет другим.

При МПК сварных соединений необходимо осуществлять намагничивание в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Это делается для того, чтобы обеспечить выявляемость различно ориентированных дефектов.

Учитывая изложенное, последовательность действий при проведении МПК сварных соединений следующая:

  1. Измерить значения коэрцитивной силы, установив преобразователь в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При выполнении измерений сварной шов должен находиться между полюсами преобразователя

Если измеренное значение превышает 1,4Hmin, можно продолжить выполнение контроля, проводя намагничивание последующих участков сварного соединения. Зоны контроля соседних участков должны перекрываться на величину не менее 10 мм. Если измеренное значение не превышает 1,4Hmin, необходимо изменить расстояние между полюсами (для постоянных магнитов и электромагнитов) или значение тока намагничивания (для циркулярного намагничивания пропусканием тока и соленоидов) таким образом, чтобы добиться требуемого значения. В случае изменения расстояния между полюсами, электроконтактами, необходимо определить ширину зоны контроля и продолжить намагничивание

2. Определить диапазон значений напряженности Hmin. Hmax, подставив в соответствующие формулы максимальное из значений, полученных на этапе 1.

3. Определить расстояние между полюсами (L) и значение тока намагничивания (для циркулярного намагничивания пропусканием тока), исходя из условия достижения в зоне контроля значения задаваемого намагничивающего поля 1,4Hmin (в соответствии с п. 12.5 при наличии угла между направлением магнитного поля и плоскостью дефекта 45° намагниченность должна быть увеличена в 1,4 раза для обеспечения выявляемости дефектов, соответствующих углу 90°).

4. Определить ширину зоны контроля (В) при однократном намагничивании по формуле:

В=0,5L — при использовании постоянных магнитов, а также электромагнитов постоянного, выпрямленного и импульсного токов;
В=0,7L — при использовании переменного тока.

5. Провести намагничивание в соответствии со схемой и выбранными параметрами. При помощи магнитометра определить достигнутое значение напряженности в точке, наиболее удаленной от полюсов/электроконтактов.

Если измеренное значение напряженности превышает 1,4Hmin, можно продолжить выполнение контроля, проводя намагничивание последующих участков сварного соединения. Зоны контроля соседних участков должны перекрываться на величину не менее 10 мм. Если измеренное значение напряженности не превышает 1,4Hmin, необходимо изменить расстояние между полюсами (для постоянных магнитов и электромагнитов) или значение тока намагничивания (для циркулярного намагничивания пропусканием тока) таким образом, чтобы добиться требуемого значения. В случае изменения расстояния между полюсами, электроконтактами, необходимо определить ширину зоны контроля и продолжить намагничивание

Еще одной областью применения магнитного метода (кроме поиска поверхностных и подповерхностных дефектов) явялется оценка напряжённо-деформированного состояния трубопроводов, резервуаров, котлов, цистерн (в том числе под давлением), бурильных труб, мостов, подъёмников, эскалаторов, лифтов, грузоподъёмных кранов, балок и других металлоконструкций, испытывающих циклические нагрузки, с помощью коэрцитиметрического метода (магнитной структуроскопии).

Метод основан на связи характеристик намагничивания металла объекта контроля с его структурой (размером и расположением зёрен), количеством микродефектов (вакансии, дислокации), уровнем механических напряжений. Подобная зависимость позволяет отследить структурные изменения, сопровождающие процесс обработки металла или воздействия рабочих нагрузок, посредством определения магнитных характеристик. Одной из наиболее структурозависимых магнитных характеристик является коэрцитивная сила.

Для измерения корэцитивной силы используют коэрцитиметры, например, МС-10СП.

Измерение коэрцитивной силы на различных участках сосудов, работающих под давлением, также позволяет установить аномальные участки, испытывающие наибольшие нагрузки, и, тем самым, локализовать зоны для проведения детального обследования другими методами НК.

При наличии сведений о динамике изменения коэрцитивной силы становится возможным не только оценивать текущее состояние, но и прогнозировать остаточный ресурс, определять степень деградации механических свойств в процессе жизненного цикла металлоконструкции.

Зависимость магнитных свойств ферромагнитных материалов от внутренней структуры может быть использована для оценки глубины и твёрдости поверхностных слоёв изделия, что делает возможным проведение неразрушающего контроля качества термообработки (режимов закалки, отпуска), механической обработки (ковка, прокат, поверхностно-пластическое деформирование), химической обработки (травления), а также комбинаций этих методов поверхностного упрочнения.

Зависимость коэрцитивной силы от химического состава позволяет проводить экспресс-сортировку стального проката по маркам сплавов.

Основными нормативными документами, регламентирующими порядок применения коэрцитиметрии на различных объектах яляются:

РД ИКЦ «КРАН»- 007-97-02 «Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса подъемных сооружений при проведении их обследования и техническом диагностировании (экспертизе промышленной безопасности)».

РД ИКЦ «КРАН» 009-99 «Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса кислородных баллонов – сосудов, работающих под давлением до 20,0 МПа, при проведении экспертизы промышленной безопасности».

ГОСТ Р 52330-2005 «Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования»

ГОСТ Р 58599-2019 Техническая диагностика. Диагностика стальных конструкций. Магнитный коэрцитиметрический метод. Общие требования

СТО 36554501-040-2014 Диагностика стальных строительных конструкций. Метод магнитный, коэрцитиметрический.

Электромагниты и их применение

Электромагнит создает магнитное поле с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током. Для того чтобы усилить это поле и направить магнитный поток по определенному пути, в большинстве электромагнитов имеется магнитопровод, выполняемый из магнитномягкой стали.

Грузоподъемный электромагнит

Электромагниты получили настолько широкое распространение, что трудно назвать область техники, где бы они не применялись в том или ином виде. Они содержатся во многих бытовых приборах — электробритвах, магнитофонах, телевизорах и т.п. Устройства техники связи — телефония, телеграфия и радио немыслимы без их применения.

Электромагниты являются неотъемлемой частью электрических машин, многих устройств промышленной автоматики, аппаратуры регулирования и защиты разнообразных электротехнических установок. Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура. Наконец, гигантские электромагниты для ускорения элементарных частиц применяются в синхрофазотронах.

Вес электромагнитов колеблется от долей грамма до сотен тонн, а потребляемая при их работе электрическая мощность — от милливатт до десятков тысяч киловатт.

силовой электромагнит

Особой областью применения электромагнитов являются электромагнитные механизмы. В них электромагниты используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения рабочего органа или поворота его в пределах ограниченного угла, или для создания удерживающей силы.

Примером подобных электромагнитов являются тяговые электромагниты, предназначенные для совершения определенной работы при перемещении тех или иных рабочих органов; электромагнитные замки; электромагнитные муфты сцепления и торможения и тормозные электромагниты; электромагниты, приводящие в действие контактные устройства в реле, контакторах, пускателях, автоматических выключателях; подъемные электромагниты, электромагниты вибраторов и т. п.

В ряде устройств наряду с электромагнитами или взамен их используются постоянные магниты (например, магнитные плиты металлорежущих станков, тормозные устройства, магнитные замки и т. п.).

грузоподъемный электромагнит

Электромагниты весьма разнообразны по конструктивным выполнениям, которые различаются по своим характеристикам и параметрам, поэтому классификация облегчает изучение процессов, происходящих при их работе.

В зависимости от способа создания магнитного потока и характера действующей намагничивающей силы электромагниты подразделяются на три группы: электромагниты постоянного тока нейтральные, электромагниты постоянного тока поляризованные и электромагниты переменного тока.

В нейтральных электромагнитах постоянного тока рабочий магнитный поток создается с помощью обмотки постоянного тока. Действие электромагнита зависит только от величины этого потока и не зависит от его направления, а следовательно, от направления тока в обмотке электромагнита. При отсутствии тока магнитный поток и сила притяжения, действующая на якорь, практически равны нулю.

Поляризованные электромагниты постоянного тока характеризуются наличием двух независимых магнитных потоков:(поляризующего и рабочего. Поляризующий магнитный поток в большинстве случаев создается с помощью постоянных магнитов. Иногда для этой цели используют электромагниты. Рабочий поток возникает под действием намагничивающей силы рабочей или управляющей обмотки. Если ток в них отсутствует, на якорь действует сила притяжения, создаваемая поляризующим магнитным потоком. Действие поляризованного электромагнита зависит как от величины, так и от направления рабочего потока, т. е. от направления тока в рабочей обмотке.

Электромагниты переменного тока

В электромагнитах переменного тока питание обмотки осуществляется от источника переменного тока. Магнитный поток, создаваемый обмоткой, по которой проходит переменный ток, периодически изменяется по величине и направлению (переменный магнитный поток), в результате чего сила электромагнитного притяжения пульсирует от нуля до максимума с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока.

Однако для тяговых электромагнитов снижение электромагнитной силы ниже определенного уровня недопустимо, так как это приводит к вибрации якоря, а в отдельных случаях к прямому нарушению нормальной работы. Поэтому в тяговых электромагнитах, работающих при переменном магнитном потоке, приходится прибегать к мерам для уменьшения глубины пульсации силы (например, применять экранирующий виток, охватывающий часть полюса электромагнита).

исполнительные электромагниты

Кроме перечисленных разновидностей, в настоящее время большое распространение получили электромагниты с выпрямлением тока, которые по питанию могут быть отнесены к электромагнитам переменного тока, а по своим характеристикам приближаются к электромагнитам постоянного тока. Поскольку все же имеются некоторые специфические особенности их работы.

В зависимости от способа включения обмотки различают электромагниты с последовательными и параллельными обмотками.

Обмотки последовательного включения , работающие при заданном токе, выполняются с малым числом витков большого сечения. Ток, проходящий по такой обмотке, практически не зависит от ее параметров, а определяется характеристиками потребителей, включенных .последовательно с обмоткой.

Обмотки параллельного включения , работающие при заданном напряжении, имеют, как правило, весьма большое число витков и выполняются из провода малого сечения.

По характеру работы обмотки электромагниты разделяются на работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах.

По скорости действия электромагниты могут быть с нормальной скоростью действия, быстродействующие и замедленно действующие. Это разделение является несколько условным и свидетельствует главным образом о том, приняты ли специальные меры для получения необходимой скорости действия.

Все перечисленные выше признаки накладывают свой отпечаток на особенности конструктивных выполнений электромагнитов.

Грузоподъемные электромагниты

Грузоподъемные электромагниты

Вместе с тем при всем разнообразии встречающихся на практике электромагнитов они состоят из основных частей одинакового назначения. К ним относятся катушка с расположенной на ней намагничивающей обмоткой (может быть несколько катушек и несколько обмоток), неподвижная часть магнитопровода, выполняемого из ферромагнитного материала (ярмо и сердечник) и подвижная часть магнитопровода (якорь). В некоторых случаях неподвижная часть магнитопровода состоит из нескольких деталей (основания, корпуса, фланцев и т. д.). а)

Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода воздушными промежутками и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие, передает его соответствующим деталям приводимого в действие механизма.

Количество и форма воздушных промежутков, отделяющих подвижную часть магнитопровода от неподвижной, зависят от конструкции электромагнита. Воздушные промежутки, в которых возникает полезная сила, называются рабочими; воздушные промежутки, в которых не возникает усилия в направлении возможного перемещения якоря, являются-паразитными.

Поверхности подвижной или неподвижной части магнитопровода, ограничивающие рабочий воздушный промежуток, называют полюсами.

В зависимости от расположения якоря относительно остальных частей электромагнита различают электромагниты с внешним притягивающимся якорем, электромагниты со втягивающимся якорем и электромагниты с внешним поперечно движущимся якорем.

Характерной особенностью электромагнитов с внешним притягивающимся якорем является внешнее расположение якоря относительно обмотки. На него действует главным образом рабочий поток, проходящий от якоря к торцу шляпки сердечника. Характер перемещения якоря может быть вращательным (например, клапанный электромагнит) или поступательным. Потоки рассеяния (замыкающиеся помимо рабочего зазора) у таких электромагнитов практически не создают тягового усилия, и поэтому их стремятся уменьшить. Электромагниты этой группы способны развивать достаточно большое усилие, но обычно применяются при сравнительно небольших рабочих ходах якоря.

устройство электромагнита

Особенностью электромагнитов со втягивающимся якорем являются частичное расположение якоря в своем начальном положении внутри катушки и дальнейшее перемещение его в катушку в процессе работы. Потоки рассеяния у таких электромагнитов, особенно при больших воздушных зазорах, создают определенное тяговое усилие, в результате чего они являются полезными, особенно при сравнительно больших ходах якоря. Такие электромагниты могут выполняться со стопом или без него, причем форма поверхностей, образующих рабочий зазор, может быть различной в зависимости от того, какую тяговую характеристику нужно получить.

Наибольшее распространение получили электромагниты с плоскими и усеченно коническими полюсами, а также электромагниты без стопа. В качестве направляющей для якоря чаще всего применяется трубка из немагнитного материала, создающая паразитный зазор между якорем и верхней, неподвижной, частью магнитопровода.

Электромагниты со втягивающимся якорем могут развивать усилия и иметь ход якоря, изменяющиеся в очень большом диапазоне, что обусловливает их широкое распространение.

В электромагнитах с внешним поперечно движущимся якорем якорь перемещается поперек магнитных силовых линий, поворачиваясь на некоторый ограниченный угол. Такие электромагниты обычно развивают сравнительно небольшие усилия, но они позволяют путем соответствующего согласования форм полюсов и якоря получать изменения тяговой характеристики и высокий коэффициент возврата.

В каждой из трех перечисленных групп электромагнитов в свою очередь имеется ряд конструктивных разновидностей, связанных как с характером протекающего по обмотке тока, так и с необходимостью обеспечения заданных характеристик и параметров электромагнитов.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *