СТАТИЧЕСКИЕ ТЯГОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТОВ

Для удерживающих электромагнитов интерес представляет только сила Р, создаваемая электромагнитом при неизменном (притянутом) положении детали.

Риc.. 8-7. Статические тяговые характеристики некоторых
электромагнитных систем 1 – 8 – формы систем и соответствующие им характеристики

Для притягивающих электромагнитов нас интересует зависимость создаваемого электромагнитом усилия от рабочего зазора Р = f (δ) или зависимость момента от угла раствора якоря М = f (α), так как для приведения в действие того или иного аппарата необходимо преодолеть его противодействующие силы (механическую характеристику), изменяющиеся по ходу якоря у разных аппаратов по-разному. Примеры тяговых характеристик некоторых аппаратов приведены на рис. 8-7.

Под механической характеристикой аппарата понимают зависимость суммарной силы сопротивления, противодействующей перемещению подвижной системы, от хода якоря. Суммарная сила сопротивления складывается из противодействующих сил отключающих и контактных пружин, веса подвижной системы и сил трения в подшипниках и шарнирах между подвижными деталями. При этом противодействующие силы пружин и веса всегда направлены в одну сторону независимо от направления перемещения якоря, силы трения меняют свое направление в зависимости от направления движения якоря. Характеристики обычно строятся: для прямоходовых подвижных систем в осях «противодействующая сила Р_отр - рабочий зазор δ», для поворотных магнитных систем в осях «противодействующий момент М_отр – угол поворота а», где Р_отр и М_отр – соответственно отрывные усилие и момент.

При включении

P_отр = P_пруж ± G + P_тр (8-37)

и соответственно

М_отр = М_пруж ± М_G + М_тр; (8-38)

при отключении

P_отр = P_пруж ± G – P_тр (8-39)

и соответственно

М_отр = М_пруж ± М_G – М_тр; (8-40)

где Р_пруж – усилия, создаваемые отключающими и контактными пружинами. G – вес подвижной системы, в зависимости от конструкции вес может противодействовать (+) или помогать (–) включению; Р_тр – силы трения.

Рис. 8-8. Механическая характеристика контактора: а – при включении; б – при отключении

В общем случае механическая характеристика представляет собой ломаную линию (рис. 8-8). В качестве примера рассмотрим построение механической характеристики электромагнитного контактора при включении и отключении. В точке δ₁ действуют вес подвижной системы (кривая 1), сила отключающей пружины (кривая 2) и силы трения (кривая 3). При движении якоря Р_отр возрастает за счет дополнительного сжатия отключающей пружины. В точке δ₂ происходит соприкосновение контактов, при этом Р_отр возрастает скачкообразно за счет начального нажатия (кривая 4), а затем плавно за счет дополнительного сжатия контактных пружин. Кривая 5 представляет собой сумму кривых 1 – 4 и является механической характеристикой рассматриваемого аппарата.

Тяговая характеристика Р (кривая 6) представляет собой зависимость силы притяжения электромагнита от зазора (соответственно зависимость момента притяжения от угла поворота якоря). Движение якоря начнется, когда электромагнитная сила притяжения при δ = δ₁ станет больше противодействующей. Для обеспечения четкого и надежного включения аппарата тяговая характеристика должна лежать выше механической и соответствовать ей. В зависимости от конструкции и рода тока электромагнита могут быть получены различного рода статические тяговые характеристики, как это показано на рис. 8-7.

Расположение катушки в магнитной системе относительно рабочего зазора в значительной степени определяет поток рассеяния. Таким образом, при данной МДС значение силы притяжения электромагнита также зависит от расположения катушки в магнитной системе. Большая сила притяжения получается, когда рабочий зазор расположен внутри катушки. При этом катушка должна быть смещена в сторону якоря.