Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Время движения якоря электромагнита.



Читайте также:
  1. I серия. ДВИЖЕНИЯ ВЫПОЛНЯЮТСЯ НА КОЛЕНЯХ.
  2. II серия. ДВИЖЕНИЯ ВЫПОЛНЯЮТСЯ СТОЯ.
  3. III. Порядок выдвижения участников Конкурса
  4. IV). Фотосъёмки 13 сентября 1944, полученные во время полёта 464 BG: 4M97
  5. NB! — Время отвлечения для ребенка моложе 12 лет должно быть равно не менее чем половине времени сосредоточения.
  6. V. Время
  7. VI. Как вставить в документ текущее время и дату

Физические процессы в электромагните описываются уравнениями

где Рэм − электромагнитная сила, воздействующая на якорь; dx − путь, пройденный якорем; т − масса подвиж­ных частей, приведенная к зазору; v − скорость перемеще­ния якоря, приведенная к зазору; Рn − противодействую­щее усилие пружины, приведенное к зазору.

Вторым уравнением описывается энергетический баланс в электромагните. Работа, произведенная электромагнитом, затрачивается на увеличение кинетической энергии его подвижных частей и преодоление противодействующих сил. Оба эти уравнения нелинейны и их решение затруднительно. В самом общем случае задача решена Н. Е. Лысовым.

Ориентировочно определить время движения якоря мож­но с помощью статической тяговой характеристики. На рис. 5изображены статическая тяговая характеристика элек­тромагнита и характеристика противодействую­щей силы . Разность РэмPпр расходуется на со­общение ускорения подвижным частям электромагнита

 

(2.7)

 
 


Рисунок 5 – К расчету времени движения якоря

 

После интегрирования (2.7) получим

(2.8)

Скорость якоря в точке хода, соответствующей зазору ,

где − масштабы по соответствующим осям; Sabcd − площадь, пропорциональная работе движущей электромагнитной силы.

Зная скорость в любой точке хода, можно рассчитать время движения якоря на всех участках его перемещения.

Если принять участок за элементарный, то время перемещения по нему якоря

Полное время движения якоря от зазора δн до конечного δк определяется как сумма элементарных времен:

(2.9)

Это время меньше действительного, так как статическая тяговая характеристика располагается выше динами­ческой (рис. 5) .

После остановки якоря ток начнет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет установившегося значения Iу = −U/R.При этом Т1>Т, поскольку конечный зазор δк меньше начального δн, что сказывается на значении L, оп­ределяющем постоянную времени цепи. Так как в притя­нутом положении якоря зазор δк мал, то возможно насы­щение магнитной системы. При этом закон нарастания тока может отличаться от экспоненциального, что необходимо учитывать при расчете времени установления потока.

 

2.3 Отпускание электромагнита.

 

При размыкании цепи обмотки электромагнита магнитный поток в нем начинает уменьшаться из-за введения в цепь большого сопротивления дугового или тлеющего разряда между контактами. Маг­нитный поток уменьшается, и в момент, когда сила тяги электромагнита становится меньше усилия пружины, проис­ходит отпускание якоря. Время отпускания tотп состоит из времени спада потока tсп от установившегося Фу до потока отпускания Фотп и времени движения tдв.

Процесс отпускания описывается уравнением

U = iRд + iR + LKdi/dt,

где Rд − сопротивление искры (дуги); LK − индуктивность цепи обмотки при конечном зазоре.

 

Если положить, что Rд =const, то решение уравнения примет вид

где − постоянная времени, равная Обычно Rд>>R. Тогда

Так как Rд велико, то Тк очень мало. Процесс спада тока, а, следовательно, и магнитного потока протекает очень быстро. Если сердечник, на котором размещается обмотка, сплошной и имеет большое сечение, то спад магнитного потока замедляется, так как в сердечнике возникают вих­ревые токи, поле которых стремится поддерживать спада­ющий поток. Это необходимо учитывать при рас­чете tсп.

После трогания якоря его движение происходит за счет усилия противодействующей пружины. Если это усилие по­стоянно и равно среднему значению Рпр,ср = (Ркн)/2, где Рк и Рн усилия пружины при зазорах δк и δн, то движение описывается уравнением

и ускорение

Время движения или

(2.10)

 

III.Напишите выражение для электродинамического усилия, действующего на проводник с током в магнитном поле. Объясните физический смысл входящих параметров.

Расчет электродинамических сил на основании закона взаимодействия проводника с током и магнитным полем. Возьмем систему из двух произвольно расположенных проводников 1 и 2 (рис. 6), обтекаемых токами i1 и i2. Напряженность магнитного поля, создаваемого элементом dy проводника 2 в месте расположения элемента dx проводника 1, будет

где α — угол между вектором ρ и направлением тока по элементу dy.

Рисунок 6 – Расчет электродинамических сил на основании закона взаимодействия проводника с током и магнитным полем.

 

Весь проводник 2 создает в месте расположения элемента dx напряженность магнитного поля

Элементарная сила, действующая на элемент dx, обтекаемый током i1

где ρ — угол между вектором магнитной индукции В = μ0Hdx и вектором тока i1;

μ0 магнитная проницаемость воздуха.

Полную силу F взаимодействия между проводниками 1 и 2 получим после интегрирования dFdx по всей длине проводника 1:

Считая токи i1 и i2 неизменными по всей длине проводника, уравнение можно переписать в виде произведения членов:

Первый член этого выражения зависит только от значений токов. Второй член зависит только от взаимного геометрического расположения проводников и представляет собой безразмерную величину. Эту величину часто называют коэффициентом контура, который обозначим буквой с. Тогда

т.е. сила взаимодействия между двумя проводниками, обтекаемыми токами i1 и i 2, пропорциональна произведению этих токов (квадрату тока при i1 = i2) и зависит от геометрии проводников.

Подставив в уравнение значение μ0 = 4π10-7 и вычисляя силу в ньютонах, получим

IV. Задача №1

 

По индуктивности L=0,4 Гн протекает ток I =10 А. Каково напряжение на индуктивности при разрыве тока (без дуги) и шунтировании ее параллельной емкостью C =0,2 Ф. Чему будет равно напряжение, если эту индуктивность шунтировать сопротивлением R=10 Ом?


Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 329 | Нарушение авторских прав






mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.01 сек.)