20913

Исследование статических тяговых характеристик силового электромагнита

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

При протекании тока по обмотке 3 электромагнита создается магнитный поток который проходит по магнитопроводу паразитному и рабочему воздушному зазорам. В последнем создается электромагнитная сила стремящаяся притянуть якорь электромагнита к стопу. Электромагнитное усилие определяется зависимостью 1 где коэффициент зависящий от конструктивных особенностей электромагнита; ток в обмотке; количество витков обмотки; зазор.

Русский

2013-08-01

265.5 KB

29 чел.

Лабораторная работа № 7

Исследование статических тяговых характеристик силового электромагнита

Цель работы – ознакомление с электромагнитами и методами определения их основных параметров.

Оборудование, измерительные приборы и инструменты: лабораторная установка, источник постоянного тока, амперметр, вольтметр.

I. Краткие теоретические сведения

В системах автоматического управления летальными аппаратами широко применяются электромагниты как элементы силового дистанционного привода, преобразующие электрическую энергию в механическую. Электромагниты (ЭМ) используются также в релейных устройствах, переключающих различные электрические цепи.

В зависимости от характера движения подвижного элемента (якоря) электромагниты подразделяются на втяжные и поворотные. Втяжной электромагнит состоит из следующих основных элементов (рис.1): корпуса (ярма) 1, подвижного якоря 2, двух крышек, образующих магнитопровод, обычно выполненный из магнитомягкой стали. Между якорем и стопом (сердечником) 4 задней крышки имеется воздушный рабочий зазор . При протекании тока по обмотке 3 электромагнита создается магнитный поток , который проходит по магнитопроводу, паразитному  и рабочему воздушному  зазорам. В последнем создается электромагнитная сила , стремящаяся притянуть якорь электромагнита к стопу.

В обесточенном состоянии якорь 2 отводится в крайнее правое положение пружиной (на рис. 1 не показана). При достижении током в обмотке значения тока срабатывания  якорь притягивается к сердечнику, приводя в движение связанное с ним устройство.

Электромагнитное усилие определяется зависимостью

,       (1)

где  коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей электромагнита; -ток в обмотке;  - количество витков обмотки;  - зазор.

Из выражения (1) видно, что электромагнитное усилие зависит от квадрата тока, поэтому оно не зависит от направления тока. При работе на переменном токе в оба полупериода усилие направлено в сторону уменьшения зазора. Среднее значение этого усилия пропорционально квадрату действующего значения тока, протекающего по обмотке.

Статической тяговой характеристикой называется зависимость электромагнитной силы притяжения , развиваемой электромагнитом от перемещения якоря  при токе в обмотке .

Если изменять ток, то каждому новому его постоянному значению будет соответствовать своя статическая тяговая характеристика. Семейство статических тяговых характеристик для одного из типов электромагнита изображено на рис. 2. От статической тяговой характеристики следует отличать динамическую тяговую характеристику, которая характеризует электромагнитную силу притяжения во времени движения якоря электромагнита.

Вид статической тяговой характеристики для электромагнита, изображенного на рис. 1, существенно зависит также от угла заточки стопа и пяты якоря.

При движении якоря преодолеваются силы сопротивления, создаваемые реальным механизмом. Зависимость механических сил (или моментов), преодолеваемых во  время движения якоря в функции хода, называется механической характеристикой электромагнита: .

Вид механической характеристики зависит от конструктивных особенностей механизма, приводимого в действие электромагнитом. Для надежной работы электромагнита необходимо согласовать механическую и тяговую характеристики так, чтобы последняя была расположена выше механической. Пример статической тяговой характеристики электромагнита, согласованной с механической характеристикой механизма, показан на рис. .3

Рассмотренные реле нечувствительны к направлению тока в обмотке и называются нейтральными. Электромагниты, чувствительные к направлению тока в обмотке, называются поляризованными. Поляризация их осуществляется введением в конструкцию постоянного магнита.

В этом случае по магнитопроводу поляризованного ЭМ (рис. 4) могут протекать поток  от обмоток, обтекаемых электрическим током, и поток  от постоянного магнита. Якорь перемещается в зазоре в зависимости от суммарного действия этих потоков.

Поляризованные магниты могут быть трех типов настройки. Реле на рис. 4 является двухпозиционным. Его якорь в зависимости от полярности тока в обмотке переходит в одно из двух крайних положений и остается там после прекращения тока в обмотке.

II. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка содержит исследуемый электромагнит втяжного типа, динамометр и амперметр. Для установки заданного зазора имеется латунный микровинт, закрепленный на кронштейне. Величина выставленного зазора контролируется линейкой.

Для измерения величины усилия, создаваемого ЭМ при конкретном зазоре и токе, необходимо выставить зазор, подключить магнит к источнику питания, отпустить пружину динамометра с помощью соответствующей гайки, тем самым дав возможность якорю занять положение с заданным зазором. После этого необходимо вращать гайку динамометра до момента отрыва якоря усилием пружины.

III. Порядок выполнения работы

  1.  Ознакомиться с конструкциями и принципом действия электромагнитов.
  2.  Снять и построить семейство статических тяговых характеристик при различных токах в обмотке электромагнита.
  3.  Снять и построить семейство характеристик  при различных зазорах.
  4.  Повторить указанные в пп. 2, 3 измерения трижды и усреднить полученные результаты.
  5.  Сделать выводы по результатам работы.

Измерения рекомендуется проводить для трех значений зазора -  мм, =1 мм и =2 мм. Диапазон изменения тока в обмотке ЭМ определяется возможностями динамометра.

IV. Содержание отчета

В отчете должны быть приведены полученные таблицы, графики при различных токах в обмотке электромагнита, графики  при различных зазорах, а также выводы по работе.

V. Контрольные вопросы

1. Какое конструктивное мероприятие позволяет сделать электромагнит чувствительным к направлению тока в обмотке?

2. Объясните работу электромагнита при питании его от источника переменного тока.

3. Где применяются электромагниты?

4. Почему должны быть согласованы механическая и тяговая характеристики электромагнита?

Список рекомендуемой литературы.

  1.  Миловзоров В.П. Электромагнитные устройства автоматики. М., Высшая школа, 1974. - 416 с.
  2.  Буль Б.К., Буль О.Б., Азанов В.А. Электромеханические аппараты автоматики. М., Высшая школа, 1988. – 303 с.

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21471. Волоконный гироскоп 412 KB
  Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка Рис. При радиусе оптического пути время достижения расщепителя лучей светом движущимся по часовой стрелке выражается как 1 в противоположном направлении 2 где с скорость света. Она не зависит от формы оптического пути положения центра вращения и коэффициента преломления. Структурные схемы гироскопов на эффекте Саньяка r и l частота генерации света с правым и левым вращением;  время необходимое для однократного прохождения светом...
21472. Оптическая мышка 277 KB
  До появления этих мышей да и еще долго после этого большинство массовых компьютерных грызунов были оптомеханическими перемещения манипулятора отслеживались оптической системой связанной с механической частью двумя роликами отвечавшими за отслеживание перемещения мыши вдоль осей Х и Y; эти ролики в свою очередь вращались от шарика перекатывающегося при перемещении мыши пользователем. На основании анализа череды последовательных снимков представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости интегрированный DSP...
21473. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ФИЗИОЛОГИИ И ПАТОЛОГИИ ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНОГО ОБМЕНА 213.5 KB
  Общее количество жидкости в организме: л=кг веса тела х 06 мужчины х 05 женщины Внеклеточное пространство: л=кг веса тела х 02 Внутрисосудистое: л=кг веса тела х 0043 Внутриклеточное пространство л=общее количество жидкости в организме л внеклеточное пространство Таблица 3 Внеклеточная трансцеллюлярная жидкость: средние концентрации электролитов неэлектролитов и рН в спинномозговой жидкости рН Электролиты ммоль л N K C2 Cl HCO3 глюкоза ммоль л Молочная ктк ммоль л 74 146 35 15 125 25 28 7 167 Таблица 4...
21474. Реаниматрологическая помощь при термической травме 160 KB
  Schievens 1936 в эксперименте на животных показал что 2 4 ч после обширных ожогов объем циркулирующей крови составлял 42 61 от исходного. 1942 и Stockis 1943 характеризуется снижением объема циркулирующей крови. Снижение активного внеклеточного пространства и соответственно объема циркулирующей крови находится в прямой зависимости от размера поражения. Гиповолемия и связанная с ней гемоконцентрация в значительной мере изменяют динамическую вязкость и суспензионную стабильность крови и условие её прохождения через микроциркуляторное...
21475. Организация анестезиологической и реаниматологической помощи на этапе квалифицированной медици-нской помощи 255 KB
  Квалифицированная хирургическая и терапевтическая медицинская помощь. Особенности оказания квалифицированной медицинской помощи в рамках медицинского обеспечения соединений в наступательной операции. Особенности оказания квалифицированной медицинской помощи в рамках медицинского обеспечения соединений действующих в отрыве от главных сил армии.
21476. Организация анестезиологической и реаниматологической помощи на этапе специализированной медицинской помощи 248.5 KB
  Документы медицинского учета ОАРИТ ВПГ Общие сведения о работе ВПХГ. ЛЕКЦИЯ Тема: Организация анестезиологической и реаниматологической помощи на этапе специализированной медицинской помощи ОРГАНИЗАЦИЯ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОЙ И РЕАНИМАТОЛГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ В ГОСПИТАЛЬНОЙ БАЗЕ На этапе специализированной медицинской помощи анестезиологическое и реаниматологическое обеспечение возлагается на ведущих анестезиологов госпитальных баз и на персонал отделений анестезиологии и интенсивной терапии ОАИТ госпиталей. Тяжесть состояния...
21477. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДИКА НАУЧНОЙ, ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ И РАЦИОНАЛИЗАТОРСКОЙ РАБОТЫ 72.5 KB
  В настоящее время сформирована система научной медицинской и медикотехнической информации: ВИНИТИ Всероссийский институт научной и технической информации; ГЦНМБ Государственная центральная медицинская библиотека; МРЖ Медицинский реферативный журнал издаваемый ВНИИМИ с 1957 года. ВНТИЦ Всероссийский научнотехнический информационный центр Министерства науки и технической политики РФ издает сборники рефератов научноисследовательских и опытноконструкторских работ НИР и ОКР в нем публикуются рефераты отчетов о...
21478. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ОТДЕЛЕНИЯ (КАБИНЕТА) ГБО 79.5 KB
  Требования безопасности Организация работы отделений ГБО в лечебных учреждениях ВС России основывается на требованиях трех руководящих документов: методических указаний Организация и проведение гипербарической оксигенации в военных госпиталях отдельных медицинс ких батальонах 1989 года Отраслевых медицинских указаний Отделения гипербарической оксигенации правила эксплуатации и ремонта ОМУ 42212688 1991 года Отраслевых медицинских указаний Аппараты гипербарической оксигенации правила эксплуатации и ремонта ОМУ...
21479. ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ ПЕРЕЛИВАНИЯ КРОВИ В МИРНОЕ И ВОЕННОЕ ВРЕМЯ 23.5 KB
  ПЛАН СЕМИНАРА по теме N29 ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ ПЕРЕЛИВАНИЯ КРОВИ В МИРНОЕ И ВОЕННОЕ ВРЕМЯ 1. Основные этапы развития учения о переливании крови. Структура службы крови МЗ России. Организация службы крови и ее задачи в ВС России в мирное время Станция переливания крови военного округа.