Что такое время трогания электромагнита
Перейти к содержимому

Что такое время трогания электромагнита

  • автор:

5. Время трогания и время движения при включении и отключении электромагнитного механизма эа.

После включения обмотки электромагнита происходит нарастание магнитного потока до тех пор, пока сила тяги не станет равна противодействующей силе. После этого якорь начинает двигаться, причем ток и магнитный поток изменяются по весьма сложному закону, определяемому параметрами электромагнита и противодействующей силой. После достижения якорем конечного положения ток и маг­нитный поток будут продолжать изменяться до тех пор, пока не достигнут установившихся значений. Время сраба­тывания электромагнита — это время с момента подачи на­пряжения на обмотку до момента остановки якоря: tср= tтр+ tдв , где tтр — время трогания, представляющее собой время с начала подачи напряжения до начала движения якоря; tдв — время движения, т. е. время перемещения якоря из положения при начальном зазоре δн до положения при конечном зазоре δк.

а) Время трогания. После включения цепи напряжение источника уравновешивается активным падением напряже­ния и противо-ЭДС обмотки: U = iR + dΨ/dt (1).

Так как в начальном положении якоря рабочий зазор относительно велик, то магнитную цепь можно считать не­насыщенной, а индуктивность обмотки — постоянной, по­скольку Ψ=Li и L=const, (1) можно преобразовать: U = iR +Ldi/dt. Решение этого уравнения имеет вид: i = Iу(1 – e t / T ) (2), где Iy= U/R – установившееся значение тока; Т = L/R – постоянная времени цепи.

Ток обмотки, при котором начинается движение якоря, называется током трогания iтр, а время нарастания тока от нуля до iтр— временем трогания tтр. Для момента трогания (2) можно записать в виде i = Iу(1 – e t тр/ T ) отсюда tтр =

Время трогания пропорционально постоянной времени Т и зависит от отношения iтр/Iу , увеличиваясь с приближением этого отношения к единице. Как только начинается движение якоря (точка а на рис. 5.21), зазор уменьшается и его магнитная проводимость Λδ и индуктивность обмотки увеличиваются, поскольку L= ω 2 Λδ. Так как при движении якоря индуктивность из­меняется, то (1) примет вид U = iR +Ldi/dt +idL/dt (3).

При движении якоря dL/dt>0, поэтому i и di/dt начи­нают уменьшаться, поскольку сумма всех слагаемых (3) равна неизменному значению напряжения источника U. Зависимость тока от времени показана на рис. 5.21. Чем больше скорость движения якоря, тем больше спад тока. В точке b, соответствующей крайнему положению якоря, уменьшение тока прекращается. Далее ток меняется по закону I0 e t / T 1 +Iy(1-e t / T 1 ), где Т1 = Lk/Rk – постоянная времени при δ=δк .

Начало движения якоря имеет место при iтpIy (рис. 5.21). При движении якоря ток вначале еще немного нара­стает, а затем падает до значения, меньшего iтр. Таким образом, во время движения якоря, когда зазор меняет­ся от начального δн до конечного δк , ток в обмотке зна­чительно меньше установившегося значения Iу. Поэтому и сила тяги, развиваемая электромагнитом в динамике, зна­чительно меньше, чем в статике при Iу=const.

б) Время движения якоря электромагнита. Физические процессы в электромагните описываются уравнениями U = iR +/dt ; Pэм dx = d( 2 /2)+Pп­ dx, где Pэм – электромагнитная сила, воздействующая на якорь; dx — путь, пройденный якорем; т — масса подвиж­ных частей, приведенная к зазору; υ — скорость перемеще­ния якоря, приведенная к зазору; Рп — противодействую­щее усилие пружины, приведенное к зазору. Вторым уравнением описывается энергетический баланс в электромагните. Работа, произведенная электромагнитом, затрачивается на увеличение кинетической энергии его подвижных частей и преодоление противодействующих сил. Оба эти уравнения нелинейны и их решение затруднительно.

Ориентировочно определить время движения якоря мож­но с помощью статической тяговой характеристики. На рис 5.22 изображены статическая тяговая характеристика элек­тромагнита Pэм=f(δ) и характеристика противодействую­щей силы Рпр=f(δ). Разность Рэмпр расходуется на со­общение ускорения подвижным частям электромагнита Рэм – Рпр = md 2 x/dt 2 = mυdυ/dx . После интегрирования этой формулы получим 0 х эм – Рпр)dx = 2 /2.

Скорость якоря в точке хода, соответствующей зазору δ1: υ1 = √2mpmδSabcd/m, где mp и mδ – масштабы по соответствующим осям, Sabcd — площадь, пропорциональная работе движущей электромагнитной силы. Зная скорость в любой точке хода, можно рассчитать время движения якоря на всех участках его перемещения.

Если принять участок δн – δ1 за элементарный, то время перемещения по нему якоря

Полное время движения якоря от зазора δн до конечного δк определяется как сумма элементарных времен: tдв = Δt1+ Δt2+… +Δtn. Это время меньше действительного, так как статическая тяговая характеристика Рэм располагается выше динамической (рис. 5.22) Рэм.дин.

После остановки якоря ток начнет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет установившегося значения Iy=U/R. При этом T1>T, поскольку конечный зазор δк меньше начального δн, что сказывается на значении L, оп­ределяющем постоянную времени цепи. Так как в притя­нутом положении якоря зазор δк мал, то возможно насы­щение магнитной системы. При этом закон нарастания тока может отличаться от экспоненциального, что необходимо учитывать при расчете времени установления потока.

1.8. Определение времени трогания электромагнита

Время срабатывания электромагнита постоянного тока состоит из времени трогания и времени движения (tср = tтр + tдв). Для обычных электромагнитов tтр  tдв, поэтому ориентировочную оценку времени срабатывания электромагнита можно сделать по времени трогания.

При начальном положении якоря н магнитная цепь электромагнита ненасыщена, тогда

И = LИ i = w 2 G эквi, (33)

G экв – эквивалентная проводимость электромагнита при н.

Для клапанных электромагнитов, если обмотка расположена на сердечнике

если обмотка на основании Gэкв = G + gs l.

Для втяжных электромагнитов

У равнение (32) решаем относительно тока

Движение якоря от начального положения н начнется с момента, когда сила тяги электромагнита станет больше суммарной противодействующей силы F э  F’пн. Электромагнитная сила , при которой начинается движение якоря, называется силой трогания F э тр, а соответственно ток, создающий эту силу, – током трогания Iтр .

Зависимость силы тяги электромагнита и противодействующей силы от зазора для электромагнитов постоянного тока показана на (рис. 6).

Если в уравнение (34) подставить величину тока трогания, то время трогания tтр будет равно

2.Проектирование электромагнита постоянного тока

2.1. Исходные параметры проектирования

Выбор типа магнитной цепи электромагнита зависит от многих факторов:

  1. характера тяговой характеристики, зависящей от назначения электрического аппарата;
  2. вида противодействующей характеристики;
  3. величины коэффициента возврата kв;
  4. величины времени срабатывания или отпускания;
  5. величины потребляемой мощности и т.д.

В основном выбор типа магнитной цепи зависит от заданных при проектировании электромагнита параметров.

Данное пособие дает методику проектирования электромагнитного механизма при слудующих заданных параметрах:

а) начальное тяговое усилие F эн,Н;

б) ход якоря  н, см;

в) температура окружающей среды  0, 0 С;

г) напряжение обмотки электромагнита, U, В;

д) режим включения обмотки (ПВ) – длительный, кратковременный или повторно-кратковременный;

е) материал магнитопровода.

2.2. Выбор типа магнитной цепи

Выбор типа магнтиной цепи электромагнита желательно сделать таким, чтобы масса и габаритные размеры его были минимальными. На основе расчетов и экспериментов получены рекомендации для выбора типа электромагнита (при полезной работе порядка 12Дж) по величине

к онстуктивного показателя Пw который определяется как

Здесь н – начальный зазор, см;

F эн – электромагнитная сила при н, Н.

В табл. 5 даны значения ПК для разрядных электромагитов.

Исходные данные на курсовой проект, позволяют вычислить ПК и выбирать тип магнитопровода [2, 4, 5].

Согласно формуле Максвелла (29), сила тяги электромагнита пропорциональна сечению сердечника. Воздушный зазор пропорционален осевой длине электромагнита, тогда из уравнения (38) получим

где d – диаметр сердечника электромагнита;

l – его длина.

Уравнение (39) показывает, что конструктивный показатель ПК про-порционален отношению габаритных размеров электромагнита.

Зависимости начальной индукции от отношения показаны на рис. 7,а, б, в, г. , и для соответствующего типа электромагнита (ЭМ) определяют оптимальные соотношения (между длиной и высотой катушки) и величину магнитной индукции при начальном зазоре Вн.

Магнитопроводы электромагнитов постоянного тока изготавливают из магнитомягкого материала, наиболее часто применяются стали марки Э и 10, кривые их намагничивания даны на рис. 3.

Определение времени трогания электромагнита

Время срабатывания электромагнита постоянного тока состоит из времени трогания и времени движения. Для обычных электромагнитов время трогания намного больше времени движения, поэтому временем движения можно пренебречь.

Список использованной литературы

1. Гордон А.В. Электромагниты постоянного тока /А.В. Гордон, А.Г. Сливинская. М.: Госэнергоиздат,1960.

2. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты/ А.Г. Сливинская.-М.:Энергия,1972.

1. Обмоточные данные проводов с эмалевой изоляцией.

2. Зависимость коэффициента теплоотдачи от температуры перегрева

— А — бескаркасная катушка

— Б — каркасная катушка

3. Кривые намагничивания стали

7. Определение времени трогания электромагнита

Время срабатывания электромагнита постоянного тока состоит из времени трогания и времени движения. Для обычных электромагнитов время трогания намного больше времени движения, поэтому временем движения можно пренебречь.

Делись добром 😉

  • 1. Исходные данные
  • 2. Задачи поверочного расчета
  • 3. Расчет магнитных проводимостей, потоков и падений напряжения на участках электромагнита при начальном, среднем и конечном положениях якоря
  • 4. Расчет обмотки электромагнита
  • 5. Определение повышения установившейся температуры обмотки над температурой окружающего воздуха
  • 6. Расчет тяговой характеристики электромагнита
  • 7. Определение времени трогания электромагнита
  • Список использованной литературы

Похожие главы из других работ:

Гидравлический расчет объемного гидропривода

1.6 Определение внутренних утечек рабочей жидкости, расчёт времени рабочего цикла и определение К.П.Д. гидропривода

гидропривод трубопровод насос давление Рабочий расход в гидросистеме найдём по формуле Qраб = Qн — ?Q. Внутренние утечки ?Q складываются из утечек в распределителе и суммы утечек в гидроцилиндрах.

Динамика работы и расчет времени срабатывания электромагнита постоянного тока с пользованием математического пакета MathCad в среде Windows

2. Расчет времени трогания электромагнита постоянного тока

Омический делитель напряжения

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ ВХОДНОГО ИМПУЛЬСА

Делитель напряжения представляет собой четырехполюсник, показанный на рисунке 1.1, на вход которого подаётся высокое напряжение, а с выхода снимаются такое же по форме низкое напряжение, измеряемое регистратором.

Проектирование масляного выключателя

5.4 Определение времени отключения

Время отключения является одной из важнейших характеристик выключателя. Полное время отключения Т, с складывается из времени отключения на трех участках: ОА, АВ и ВС (см. рис. 5.3) T=t1+t2+t3, (5.

Проектирование масляного выключателя

5.9 Определение времени включения

Время включения определяем, используя фазовую траекторию движения штока Vш=f(Sш) (рисунок 5.6), аналогично тому, как это было сделано в разделе 5.4 при определении времени t2 прохождения контактными стержнями участка АВ.

Расчет основных сил электромеханической системы

5.2 Определение постоянной времени ШИП

Так как запаздывание на выходе ШИП в основном определяется частотой коммутации равной fk = 2700 Гц, то в реальной САУ с учетом параметров апериодического фильтра на входе ШИП, значение ТШИП принимается равным 0,003 с.

Расчет электропривода навозоуборочного транспортера

4.3 Определение времени пуска и торможения электропривода

Время пуска электропривода (31) с где Мд.ср.- среднее значение момента электродвигателя транспортера за период пуска. (32) Н·м Время торможения электропривода (33) с Дщi щi=щi-1+ Дщi Mi Mci Дti ti=ti-1+ Дti Дщ1=25 щ1=0+25 32.3 20.33 0.09 0.

Расчёт и проектирование тягового электромагнита

1.2 Определение основных параметров электромагнита

Рисунок 1 — Эскиз электромагнита. 1) Диаметр якоря электромагнита , (5) (6) где магнитная постоянная; магнитная индукция в рабочем зазоре. Значение магнитной индукции в рабочем зазоре находим по графику [1]: ; ;.

Расчёт токов короткого замыкания

2.4 Определение тока КЗ для различных моментов времени

2.5 Сравнение результатов расчета токов короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС и методом типовых кривых Расчет тока КЗ из пункта 2.4 сравнивается с расчетом начального сверхпереходного тока в месте короткого замыкания из пункта 1.1.

Расчёт электромагнита клапанного типа

5.1 Определение времени трогания

Время трогания определяется по формуле: , ( 36 ) где L — индуктивность катушки; iтр — ток трогания. Индуктивность катушки определиться как.

Расчёт электромагнита клапанного типа

5.2 Определение времени движения

Так как время движения определяется графоаналитическим методом, то требуется построить тяговую характеристику. Силу тяги определим как.

Расчёт электромагнита постоянного тока

3.4 Определение весовых показателей электромагнита

Вес стали магнитопровода, кг: , где кс/см3- удельный вес стали; — объем стали магнитопровода, см3 Найдем вес стали магнитопровода, кг: Вес обмоточного провода, кг: , где — расчетная масса 1м провода.

Релейная защита и автоматизация управления системами электроснабжения

1.5 Определение времени срабатывания защиты на стороне НН

Выбор времени срабатывания максимальных защит осуществляется из условия равенства ступени селективности для реле РТ-80 0,6 с. Время срабатывания первой ступени защиты с учётом полученных значений токов составляет примерно 0,5 с.

Электропривод главного движения токарного станка

3.1 Определение составляющих времени нагрузочной диаграммы

При определении составляющих времени нагрузочной диаграммы были использованы источники [4,5].: [3], [4], [5]. Расчет следует начинать с выбора марки инструментального материала, геометрической формы режущей части инструмента.

Электротехническая служба промышленного предприятия

6. Определение фонда рабочего времени

Действительный фонд рабочего времени определяется как [8,2,1] ФД=(dk-dB-dП-do) thp-tпп·dпп, (6.1) где dk, dB, dП, do — число календарных, выходных, праздничных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *