Практическое использование магнитных цепей.
Магнитные цепи широко используются в трансформаторах и электрических машинах. Свойство катушек переменного тока изменять свое сопротивление с изменением воздушного зазора используется для:
создания индукционных датчиков перемещения. Перемещение якоря ведет к изменению тока, т.е. ток становится мерой перемещения;
создания бесконтактных датчиков перемещения машин. Катушка, размещенная на сердечнике без якоря устанавливается рядом с трассой движения какой-либо машины. Когда машина проходит мимо сердечника, ее железная масса играет роль приближающегося якоря, что ведет к снижению тока. Контролируя ток, можно установить момент приближения машины к точке контроля;
регулирования величины сварочного тока. Катушка включается последовательно со сварочным агрегатом. При большом зазоре ее сопротивление мало и сварочный ток – большой. При малом зазоре наоборот.
Способность электромагнитов притягивать близко расположенные ферромагнитные тела используется в тяговых электромагнитах. Ток, проходя по катушке неподвижного сердечника, создает поток. По сторонам воздушного зазора образуются два противоположных полюса (там, откуда выходят силовые линии – северный полюс N, куда входят – южный S). Противоположные полюса притягиваются, т.е. возникают силы, притягивающие подвижный якорь к неподвижному сердечнику.
Сила, действующая в одном зазоре:
,
(тяговая характеристика – это зависимость тягового усилия электромагнита от величины воздушного зазора)
где
- поток в зазоре,
- сечение зазора.
Выпускаются электромагниты постоянного и переменного (одно- и трехфазные) токов.
Основные характеристики – общее тяговое усилие (Н), максимальный ход (мм).
Электромагниты постоянного тока.
Электромагнитными называются устройства, предназначенные для создания в определенном пространстве магнитного поля с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током.
В электромагнитах постоянного тока рабочий магнитный поток создается с помощью обмотки постоянного тока.
Действие таких электромагнитов не зависит от направления тока в обмотке, они наиболее экономичны и благодаря разнообразию конструктивных исполнений их легко приспосабливать в различных конструкциях к различным условиям работы. Поэтому они получили наибольшее распространение. Значительную часть электромагнитов “—” тока составляют электромагнитные механизмы, использующиеся в качестве привода для осуществления необходимого перемещения.
Примером подобных электромагнитов являются: тяговые электромагниты, предназначенные для совершения механической работы при перемещении их рабочих органов, электромагниты муфт сцепления и торможения и тормозные электромагниты; электромагниты, приводящие в действие контактные устройства в контакторах, пускателях, автоматических выключателях; электромагниты реле, регуляторов и других чувствительных устройств автоматики.
При всем разнообразии электромагнитов отдельные их узлы имеют общее назначение:
катушка с расположенной на ней намагничивающей обмоткой;
неподвижная часть магнитопровода (сердечник);
подвижная часть магнитопровода (якорь).
Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода рабочим и паразитным зазорами и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие, передает его соответствующим деталям приводимого в действие механизма.
В зависимости от расположения якоря относительно остальных частей электромагнита и характера воздействия на якорь со стороны магнитного потока электромагниты постоянного тока разделяются на следующие типы:
– электромагниты с втягивающимся якорем;
с внешним притягивающимся якорем;
с внешним поперечно движущимся якорем.