Предельная мощность, потребляемая электромагнитом, может ограничиваться как величиной допустимого нагрева его обмотки,
так, в некоторых случаях, и условиями питания цепи обмотки электромагнита.
Для силового электромагнита, как правило, ограничением является его нагрев за период включенного состояния. Поэтому величина допустимого нагрева и его правильный учет при проектировании являются наиболее важным фактором. Выбор рациональной конструкции как в магнитном и механическом отношении, так и в смысле тепловых характеристик позволяет при заданных условиях получить конструкцию с минимальными габаритами и весом, а следовательно, и наименьшей стоимостью. Применение более совершенных магнитных материалов и обмоточных проводов также способствует увеличению эффективности конструкции.
В некоторых случаях электромагниты (для реле регуляторов и др.) проектируют из расчета получения максимального усилия, т.е. минимального потребления мощности при заданной полезной работе. Такие электромагниты характеризуются сравнительно небольшими электромагнитными силами и ходами и легкими подвижными частями.
| КСУИ.217.3146.001 ПЗ | Лист | |||
| Изм. | Лист | № докум | Подпись | Дата |
Нагрев их обмоток бывает обычно значительно ниже допустимого. Теоретически мощность, потребляемая электромагнитом, может быть сколь угодно снижена путем соответствующего увеличения размеров его катушки. Практически предел этому создают увеличивающаяся длина среднего витка обмотки и длина средней линии магнитной индукции, вследствие чего увеличение размеров электромагнита становится малоэффективным.
Б) КОЭФФИЦИЕНТ ЗАПАСА.
В большинстве случаев намагничивающую силу трогания можно считать равной намогничивающей силы срабатывания электромагнита.
Отношение намогничивающей силы, соответствующей установившемуся значению тока, к намогничивающей силе срабатывания (критической намогничивающей силы)носит название коэффициента запаса 
Для получения минимального времени трогания, при определенной конструкции электромагнита, ток трогания должен составлять примерно 70% установившегося тока, т.е. 
.
В) КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗВРАТА.
Отношение намогничивающей силы, при которой происходит возврат якоря в первоначальное положение, к намогничивающей силе срабатывания называется коэффициентом возврата электромагнита. Коэффициент возврата имеет наибольшее значение при максимальном приближении противодействующей характеристики к тяговой характеристике электромагнита. Уменьшение хода электромагнита также повышает коэффициент возврата.
| КСУИ.217.3146.001 ПЗ | Лист | |||
| Изм. | Лист | № докум | Подпись | Дата |
Схемы включения.
Рис. 3 — Схема включения электромагнита
| КСУИ.217.3146.001 ПЗ | Лист | |||
| Изм. | Лист | № докум | Подпись | Дата |
Примеры отечественных и зарубежных аналогов, их основные технические характеристики.
Отечественные электромагниты.
Электромагнит ЭКД – 17
Электромагнит ЭКД – 17 предназначен для управления гидравлическими, пневматическими, механическими клапанами и пригоден к использованию в качестве силового элемента привода клапана дымоудаления и т.п.
Нас интересует модель электромагнита ЭКД-17, работающая от переменного тока, ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4.
Рис. 4.1.1- Электромагнит ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4.
| НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА | ЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРА |
|
|
| ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4 | |
|
|
| ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4 | 0,6 |
|
10±1 |
|
|
| ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4 | 30,0(3,0) |
|
|
| ЭКД – 17 – 211 – 3 54 УХЛ4 | |
| — max активная мощность | |
| — max полная мощность | |
|
0,115 |
|
|
| — длина | |
| — ширина | |
| — высота | |
|
|
| КСУИ.217.3146.001 ПЗ | Лист | |||
| Изм. | Лист | № докум | Подпись | Дата |
Время срабатывания якоря, сек., не более
- Масса электромагнита, кг, не более
Электромагнит КЭП-350
Приводы электромагнитные серии КЭП предназначены для применения в качестве исполнительного механизма в тормозных устройствах больших габаритов.
Рис. 4.1.2- Электромагнит КЭП-350.
| НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА | ЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРА |
| 1. Номинальное напряжение, В: | |
| КЭП-350 | |
| 2. Ход якоря, мм, не менее | 50±1 |
| 3. Тяговое усилие, развиваемое электромагнитом при радиальном воздействии на шток якоря, Н: | |
| КЭП-350 | |
| 4. Номинальная потребляемая мощность, Вт, не более: | |
| КЭП-350 | |
| — в режиме удержания | |
| 5. Масса якоря, кг, не более | 1.2 |
| 6. Масса электромагнита, кг, не более | 10.5 |
| 7. Время втягивания якоря, сек., не более | 0.35 |
| 8. Время возврата якоря, сек., не более | 0.15 |
Электромагниты ПЭ 35
Электромагниты ПЭ 35 постоянного и переменного тока с разъемом СЭ-11-19 предназначены для дистанционного управления гидрораспределителями и другой гидроаппаратурой с условным проходом Ду 6 мм такими, как ПЕ 6;
Основными характеристиками для большинства электромагнитов являются следующие:
1. Форма тяговой характеристики, опреде- ляющая пригодность тягового электромагнита для ра- боты в данном устройстве.
Сила, создаваемая электромагнитом на протяжении всего хода якоря, должна быть больше приведенного зна- чения нагрузки. Последняя вычисляется с учетом всех препятствующих перемещению якоря сил и кинематики устройства. Для электромагнитов переменного тока это особенно существенно, так как если не соблюдено усло- вие превышения силы электромагнита, то не только якорь не достигает своего конечного положения, но и обмотка может перегреться и выйти из строя.
2. Вес (объем) электромагнита всегда желательно иметь минимальным. Однако нельзя рассматривать вес в отрыве от других характеристик и, в первую очередь, от той работы, которую должен производить электромаг- нит. Очевидно, что чем на большую работу рассчитан электромагнит, тем больше будет его вес. Поэтому срав- нение разных систем можно производить лишь по рабо- тоспособности, отнесенной к весу, или по величине со- здаваемой электромагнитом тяговой силы, также отнесенной к весу.
3. Потребляемая мощность.Предельная мощность, потребляемая электромагнитом может ограничиваться как величиной допустимого нагрева его обмотки, так, в некоторых случаях, и условиями пита ния цепи обмотки электромагнита. Для силовых электромагнитов, как правило, ограничением является его нагрев за период включенного состояния. Дальнейшее сопоставление конструк- тивных вариантов может производиться по потреб- ляемой энергии, стоимости и т. д.
Полученные соот- ношения, характеризующие электромагниты переменного тока, позволяют сопоставить их с электромагнитами по- стоянного тока. Такое сопоставление даст возможность определить целесообразные области применения каждой из этих разновидностей. В частности, оно необходимо для разумного вывода в том, когда выгоднее применять электромагниты переменного тока, работающие при переменном магнитном потоке, и когда электромагниты с встроенными выпрямителями.
Сила тяги. При заданной площади сечения полю- сов, образующих рабочий воздушный зазор, средняя ве- личина силы в электромагните переменного тока будет вдвое меньше, чем сила в электромагните постоянного тока. Это относится в равной степени как к однофазным, так и многофазным системам. Иными словами, исполь- зование железа в электромагните переменного тока по крайней мере в 2 раза хуже, чем в электромагните по- стоянного тока.
Вес. При заданных силе тяги и ходе якоря электро- магнит переменного тока получается значительно боль- шего веса, чем электромагнит постоянного тока, так как необходимо взять по крайней мере вдвое больше стали и существенно увеличить объем меди из-за того, что тре- буется иметь определенную величину кажущейся мощ- ности.
Необходимый минимум, реактивной мощности. Потребляемая электромагнитом перемен- ного тока в момент его включения реактивная мощность однозначно связана с величиной механической работы, которую требуется получить от этого электромагнита, и не может быть снижена путем увеличения его размеров. В электромагнитах постоянного тока такой связи нет, и, если не касаться вопроса о скорости действия, потреб- ляемая мощность может быть уменьшена соответствую- щим увеличением размеров.
Влияние вихревых токов. Из-за необходимо- сти предотвратить возникновение чрезмерных потерь от вихревых токов магнитопроводы электромагнитов пере- менного тока приходится выполнять шихтованными или разрезными, в то время как на постоянном токе это тре- буется лишь для быстродействующих электромагнитов.
Такое исполнение магнитопровода приводит к ухуд- шению заполнения объема сталью, а также предопреде- ляет призматическую форму частей магнитопровода. По- следнее вызывает увеличение длины среднего витка обмотки и приводит к некоторым конструктивным и тех- нологическим недостаткам.
Потери на вихревые токи, а также на перемагничи- вание увеличивают потребление энергии электромагни- том и его нагрев. В электромагнитах постоянного тока все перечисленные выше ограничения отпадают.
Быстродействие. Электромагниты переменного тока принципиально более быстродействующие, чем электромагниты постоянного тока обычной конструкции. Это объясняется тем, что электромагнитная постоянная времени обмотки у них обычно соизмерима с величиной одного периода переменного тока, а э. д. с. самоиндук- ции, возникающая при движении якоря, значительно ни- же приложенного напряжения.
В электромагнитах постоянного тока время срабаты- вания может быть уменьшено путем специальных мер, сводящихся к снижению отношения напряжения само индукции к приложенному напряжению, уменьшению вихревых токов и т. д. Все это в конечном счете приво- дит к увеличению потребления электроэнергии, однако, как правило, при одинаковой, производимой работе и равных временах срабатывания электромагнит постоян- ного тока обычно имеет меньшее потребление энергии, чем электромагнит переменного тока.
Область применения. В обычных стационар- ных промышленных установках, питающихся от сети пе- ременного тока (частотой 50 гц) достаточной мощности, многие из приведенных выше отрицательных моментов не являются препятствием для применения электромаг- нитов переменного тока.
Большое потребление реактивной мощности в начале хода существенно не отразится на других потребителях. Если в конце хода якоря электромагнита воздушные за- зоры незначительны, потребляемая реактивная мощ- ность при притянутом якоре будет невелика. Нагрев та- кого электромагнита приближается к нагреву соизмери- мого трансформатора при холостом ходе.
В некоторых случаях нельзя достигнуть оптимума одновременно по ряду критериев. Так, например, из-за большой разницы в стоимости стали и обмоточной меди легкая малогабаритная конструкция получается более дорогостоящей, чем тяжелая. Поэтому в зависимости от назначения электромагнита тому или другому критерию отдается предпочтение.
Основные типы электромагнитов переменного тока.
Необходимость выполнять магнитопроводы шихтоваными ограничивает их конфигурацию — отдельные участки магнитопровода представляют собой, как правило, прямоугольные параллепипеды. Аналогичную форму приобретает и сам электромагнит. Однако конструктивное оформление применяемых на практике электромагнитов переменного тока весьма разнообразно. Оно определяется требованиями, вытекающими из специфики применения электромагнита в том, или ином устройстве, технологическими, экономическими и другими соображениями.
В зависимости от характера движения якоря электромагниты распадаются на две большие группы:
§ с вращательным перемещением
§ с поступательным перемещением
Наибольшее применение получили электромагниты с поступательным перемещением якоря (так называемые прямоходовые электромагниты).
Как правило, применяются электромагниты, рассчитанные на однофазное питание. В отдельных случаях применяют трехфазные электромагниты.
Рисунок 10.6. Электромагнит с непосредственным притяжением якоря к стопу (эскиз).
Электромагнит с непосредственным притяжением якоря к стопу.На рисунке 10.6 показан короткоходовой электромаг- нит, в котором сила определяется в основном непосред- ственным притяжением прямого якоря, имеющего фор- му параллелепипеда, к выступающей части магнитопро- вода — стопу.
Магнитопровод набран из листовой электротехниче- ской стали и стянут с помощью пластин из латуни и за- клепок. Пластины одновременно являются направляю- щими для якоря квадратного сечения, также набранно- го из листовой стали. Заклепки расположены по углам магнитопровода, чтобы по возможности не образовывать замкнутого контура, пронизываемого переменным пото- ком. С этой же целью заклепки якоря располагаются вдоль его оси. Для получения хорошего прилегания тор- цов якоря и стопа в притянутом положении соприкаса- ющиеся поверхности шлифуются. Также обрабатываются боковые поверхности якоря, чтобы он мог беспре- пятственно перемещаться в направляющих. Чтобы пла- стины, образующие стоп, прилегали друг к другу доста- точно плотно, они сжимаются с помощью специальных клиньев, располагаемых в зазоре между стоном и карка- сом катушки.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10622 — 
| 7341 — 
или читать все.
Сравним электромагниты переменного тока с электромагнитами постоянного тока. Такое сравнение даст возможность определить целесообразные области применения каждой из этих разновидностей электромагнитов.
Сила тяги электромагнитов
При заданной площади сечения полюсов, образующих рабочий воздушный зазор, средняя величина силы в электромагните переменного тока будет вдвое меньше силы в электромагните постоянного тока. Это относится в равной степени как к однофазной, так и к многофазным системам. Иными словами, использование стали в электромагните переменного тока по крайней мере в 2 раза хуже, чем в электромагните постоянного тока.
При заданных силе тяги и ходе якоря электромагнит переменного тока получается значительно большей массы, чем электромагнит постоянного тока, так как необходимо взять по крайней мере вдвое больше стали и существенно увеличить объем меди из-за того, что требуется иметь определенную величину мощности.
Необходимый минимум реактивной мощности. Потребляемая электромагнитом переменного тока в момент его включения реактивная мощность однозначно связана с величиной механической работы, которую требуется получить от этого электромагнита, и не может быть снижена путем увеличения его размеров. В электромагнитах постоянного тока такой связи нет, и если не касаться вопроса скорости действия, то потребляемая мощность может быть уменьшена соответствующим увеличением размеров.
Электромагниты переменного тока принципиально более быстродействующие, чем электромагниты постоянного тока обычной конструкции. Это объясняется тем, что электромагнитная постоянная времени у них обычно соизмерима с величиной одного периода переменного тока, а э. д. с. самоиндукции, возникающая при движении якоря, значительно ниже приложенного напряжения.
В электромагнитах постоянного тока время срабатывания может быть уменьшено путем специальных мер, сводящихся к снижению отношения напряжения самоиндукции к приложенному напряжению, уменьшению вихревых токов и т. д. Все это в конечном счете приводит к увеличению потребления электроэнергии, однако, как правило, при одинаковой производимой работе и равных временах срабатывания электромагнит постоянного тока обычно имеет меньшее потребление энергии, чем электромагнит переменного тока.
Влияние вихревых токов
Из-за необходимости предотвратить возникновение чрезмерных потерь от вихревых токов магнитопроводы электромагнитов переменного тока приходится выполнять шихтованными или разрезными, в то время как на постоянном токе это требуется только для быстродействующих электромагнитов.
Такое исполнение магнитопровода приводит к ухудшению заполнения объема сталью, а также предопределяет призматическую форму частей магнитопровода. Последнее вызывает увеличение длины среднего витка обмотки и приводит к некоторым конструктивным и технологическим недостаткам.
Потери на вихревые токи, а также на перемагничивание приводит к увеличению нагрева электромагнита. В электромагнитах постоянного тока все перечисленные выше ограничения отпадают.
Области применения электромагнитов постоянного и переменного тока
В обычных стационарных промышленных установках, питающихся от сети переменного тока (частотой 50 Гц) достаточной мощности, многие из приведенных выше отрицательных моментов не являются препятствием для применения электромагнитов переменного тока.
Большее потребление реактивной мощности в начале хода существенно не отразится на других потребителях. Если в конце хода якоря электромагнита воздушные зазоры незначительны, потребляемая реактивная мощность при притянутом якоре будет невелика.
