Электромагниты переменного тока, страница 3

Наиболее эффективное средство борьбы с вибрацией якоря — установка короткозамкнутого витка 1 на расщепленном полюсе 2 электромагнита (рис.4, а). Создаваемый катушкой электромагнита поток у воздушного зазора разветвляется на две части: Ф1 и Ф2. Поток Ф1, проходящий через короткозамкнутый виток, наводит в нем ЭДС. Возникающий в нем ток создает свой поток Фкз. Если магнитное сопротивление в остальной части магнитопровода, не показанной на рисунке, повышено, например, за счет наличия нерабочих воздушных зазоров, то этот поток будет замыкаться по указанному на рисунке пути. Тогда суммарные потоки, проходящие через охваченную витком часть полюса (Ф1+ Фкз) и неохваченную часть (Ф2 - Фкз)

то вычисленная действующая на якорь результирующая сила

     График изменения этой силы во времени дан на рис.4, б. Она изменяется от F0 до Fmax, не снижаясь до нуля. Если F0 > FП, то вибраций якоря не будет.

Рис. 4. Короткозамкнутый виток на полюсе, графи­ки изменения сил и векторная диаграмма

Векторная диаграмма для участка с короткозамкнутым витком дана на рис. 4, в. Суммарный магнитный поток в экранированной части S1 наводит в витке 1 э. д. с. Екз, что равносильно появлению реактивного магнитного сопротивления Хм в этой части. Вектор магнитного напряжения Uд на рассматриваемом участке цепи определится как геометрическая сумма активного Ф2? Rд2  и реак­тивного Ф2? ХМ падений магнитного потенциала. На участке S2  короткозамкнутых витков нет и ему свойственно чисто активное маг­нитное сопротивление. Поэтому поток Ф1S   через него совпадает по фазе с Uд. Таким образом, между потоками Ф1S  и Ф2S  существует сдвиг фаз.

Оптимальные условия бывают тогда, когда сила F0 достигает наибольшего значения и модули потоков Ф1S и Ф2S 2? _достгают наибольшего значения и равны между собой.

Параметры витка выбирают из следующих соотношений:

активное сопротивление витка (Ом)

где —воздушный зазор, см; S—площадь, см²;  – круговая частота, сответствующая циклической частоте f = 50 Гц).

Следовательно, в электромагнитах переменного тока надо применять меры для устранения вибрации якоря. Для уменьшения потерь на вихревые токи в них обычно используются шихтованные магнитопроводы. При включении через обмотку электромагнита переменного тока протекает повышенный пусковой ток, что увеличивает потребляемую мощность и приводит к увеличению расхода меди на изготовление обмотки.

 Средняя величина электромагнитной силы в электромагните переменного тока

Таким образом, при заданной максимальной индукции Bm, которая не должна превышать индукцию насыщения материала и заданной площади сечения полюсов S средняя электромагнитная сила при переменном токе оказывается вдвое меньше силы, развиваемой в аналогичных условиях электромагнитом постоянного тока. Поэтому для получения одной и той же средней силы сечение и вес стали в электромагните переменного тока оказываются по крайней мере вдвое больше, чем в электромагните постоянного тока.

Эти особенности не являются, однако, препятствием для широкого применения электромагнитов переменного тока. Во многом это определяется тем, что источники питания и распределительные сети переменного тока широко распространены, в то время как источники постоянного тока дороже.