Parameter dan karakteristik elektromagnet

Karakteristik dasar elektromagnet

Yang paling umum adalah karakteristik dinamis yang memperhitungkan perubahan n. c.elektromagnet dalam proses kerjanya karena aksi EMF dari induksi diri dan gerakan, serta memperhitungkan gesekan, redaman dan inersia bagian yang bergerak.

Untuk beberapa spesies elektromagnet (elektromagnet berkecepatan tinggi, vibrator elektromagnetik, dll.) pengetahuan tentang karakteristik dinamis adalah wajib, karena hanya mereka yang mencirikan proses kerja elektromagnet tersebut. Namun, mendapatkan fitur dinamis membutuhkan banyak pekerjaan komputasi. Oleh karena itu, dalam banyak kasus, terutama ketika penentuan waktu perjalanan yang akurat tidak diperlukan, mereka hanya sebatas melaporkan karakteristik statis.

Karakteristik statis diperoleh jika kita tidak memperhitungkan efek pada rangkaian listrik EMF balik yang terjadi selama pergerakan angker elektromagnet, yaitu. kami berasumsi bahwa arus dalam kumparan elektromagnet tidak berubah dan sama, misalnya, dengan arus operasi.

Karakteristik paling penting dari elektromagnet dari sudut pandang evaluasi pendahuluannya adalah sebagai berikut:

1. Karakteristik statis traksi dari elektromagnet... Ini mewakili ketergantungan gaya elektromagnetik pada posisi angker atau celah kerja untuk nilai konstan yang berbeda dari tegangan yang disuplai ke koil atau arus dalam koil:

Fe = f (δ) pada U = konstanta

atau Fe = f (δ) dalam I= const.

Beras. 1. Jenis khas beban elektromagnetik: a — mekanisme penguncian, b — saat mengangkat beban, c — dalam bentuk pegas, d — dalam bentuk rangkaian pegas input, δn — izin awal, δk adalah final izin.

2. Karakteristik gaya lawan (beban) elektromagnet... Ini mewakili ketergantungan gaya lawan (dalam kasus umum, direduksi menjadi titik penerapan gaya elektromagnetik) pada celah kerja δ (Gbr. 1 ): Fn = f (δ)

Perbandingan karakteristik kebalikan dan traksi memungkinkan untuk menarik kesimpulan (sebelumnya, tanpa memperhitungkan dinamika) tentang pengoperasian elektromagnet.

Agar elektromagnet dapat bekerja secara normal, karakteristik traksi di seluruh rentang perubahan dalam perjalanan angker harus lewat di atas yang berlawanan, dan untuk pelepasan yang jelas, sebaliknya, karakteristik traksi harus lewat di bawah yang berlawanan (Gbr. 2).

Beras. 2. Menuju koordinasi karakteristik kekuatan aktif dan lawan

3. Karakteristik muatan elektromagnet... Karakteristik ini menghubungkan nilai gaya elektromagnetik dan besarnya tegangan yang diterapkan pada koil atau arus di dalamnya dengan posisi angker tetap:

Fe = f (u) dan Fe = f (i) dalam δ= const

4.Elektromagnet kerja yang berguna secara kondisional... Ini didefinisikan sebagai produk dari gaya elektromagnetik yang sesuai dengan celah operasi awal dengan nilai langkah angker:

Wny = Fn (δn — δk) dalam Аz= const.

Nilai usaha berguna bersyarat untuk elektromagnet tertentu adalah fungsi dari posisi awal jangkar dan besarnya arus dalam kumparan elektromagnet. Dalam gambar. 3 menunjukkan karakteristik traksi statik Fe = f (δ) dan kurva Wny = Fn (δ) elektromagnet. Area yang diarsir sebanding dengan Wny pada nilai δn ini.

Beras. 3… Pengoperasian elektromagnet yang berguna secara kondisional.

5. Efisiensi mekanis elektromagnet — nilai relatif dari kerja berguna bersyarat Wny dibandingkan dengan maksimum yang mungkin (sesuai dengan area teduh terbesar) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y m

Saat menghitung elektromagnet, disarankan untuk memilih jarak bebas awalnya sedemikian rupa sehingga elektromagnet memberikan kerja yang bermanfaat secara maksimal, mis. δn sesuai dengan Wp.ym (Gbr. 3).

6. Waktu respons elektromagnet - waktu dari saat sinyal diterapkan ke koil elektromagnet hingga transisi angker pada posisi akhirnya. Semua hal lain dianggap sama, ini adalah fungsi dari gaya lawan awal Fn:

TSp = f (Fn) di U = const

7. Karakteristik pemanasan adalah ketergantungan suhu pemanasan koil elektromagnet pada durasi keadaan hidup.

8. Faktor-Q dari elektromagnet, didefinisikan sebagai rasio massa elektromagnet dengan nilai kerja berguna bersyarat:

D = massa elektromagnet / Wpu

9.Indeks profitabilitas, yang merupakan rasio daya yang dikonsumsi oleh koil elektromagnet dengan nilai kerja berguna bersyarat:

E = konsumsi daya / Wpu

Semua karakteristik ini memungkinkan untuk menetapkan kesesuaian elektromagnet tertentu untuk kondisi operasi tertentu.

Parameter elektromagnetik

Selain karakteristik yang tercantum di atas, kami juga akan mempertimbangkan beberapa parameter utama elektromagnet. Ini termasuk yang berikut:

a) Daya yang dikonsumsi oleh elektromagnet... Daya pembatas yang dikonsumsi oleh elektromagnet dapat dibatasi baik oleh jumlah pemanasan yang diperbolehkan pada koilnya dan dalam beberapa kasus oleh kondisi daya rangkaian koil elektromagnet.

Untuk elektromagnet daya, sebagai aturan, batasannya adalah pemanasannya selama periode penyalaan. Oleh karena itu, jumlah pemanasan yang diperbolehkan dan perhitungannya yang benar merupakan faktor penting dalam perhitungan seperti gaya dan langkah jangkar yang diberikan.

Pilihan desain yang rasional, baik secara magnetis maupun mekanis, serta karakteristik termal, memungkinkan, dalam kondisi tertentu, untuk mendapatkan desain dengan dimensi dan berat minimum dan, karenanya, harga terendah. Penggunaan bahan magnetik yang lebih canggih dan kabel berliku juga berkontribusi pada peningkatan efisiensi desain.

Dalam beberapa kasus, elektromagnet (untuk menyampaikan, regulator, dll.) dirancang berdasarkan pencapaian upaya maksimal, yaitu. konsumsi energi minimum untuk operasi yang berguna tertentu. Elektromagnet semacam itu dicirikan oleh gaya dan guncangan elektromagnetik yang relatif kecil dan bagian yang bergerak ringan.Pemanasan belitannya jauh lebih rendah dari yang diizinkan.

Secara teoritis, daya yang dikonsumsi oleh elektromagnet dapat dikurangi secara sewenang-wenang dengan meningkatkan ukuran kumparannya. Secara praktis, batas untuk ini dibuat dengan bertambahnya panjang putaran rata-rata koil dan panjang garis tengah induksi magnet, akibatnya peningkatan ukuran elektromagnet menjadi tidak efisien.

b) Faktor keamanan… Pada kebanyakan kasus n. v. inisiasi dapat dianggap sama dengan n. c.Aktuasi elektromagnet

Hubungan n. c.sesuai dengan nilai stasioner arus, k n. dengan aktuasi (N.S. kritis) (lihat Gambar 2) disebut faktor keamanan:

ks = Azv / AzSr

Faktor keamanan elektromagnet, menurut kondisi keandalan, selalu dipilih lebih dari satu.

v) Parameter pemicu adalah nilai minimum dari n. c.arus atau tegangan di mana elektromagnet digerakkan (memindahkan armature dari δn ke δDa se).

G) Parameter pelepasan — masing-masing nilai maksimum n. s, arus atau tegangan di mana angker elektromagnet kembali ke posisi semula.

e) Persentase pengembalian… Rasio n.c di mana jangkar kembali ke posisi semula, ke n. c. aktuasi disebut koefisien pengembalian elektromagnet: kv = Азv / АзСр

Untuk elektromagnet netral, nilai koefisien pengembalian selalu kurang dari satu, dan untuk desain yang berbeda bisa dari 0,1 hingga 0,9. Pada saat yang sama, mencapai nilai yang mendekati kedua batas tersebut sama sulitnya.

Koefisien pengembalian sangat penting ketika karakteristik yang berlawanan sedekat mungkin dengan karakteristik tarikan elektromagnet. Mengurangi stroke solenoida juga meningkatkan tingkat pengembalian.