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

28 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

82749. Тенденции развития и географии маршрутов автобусного туризма 133.5 KB
  Наиболее полно насладиться красотами Европы подробно ознакомиться с историей культурой традициями и обычаями народов Европы дают именно автобусные туры. Автобусные туры предполагают непосредственное погружение в повседневную жизнь и дают возможность лучше почувствовать современный ритм Европы.
82750. Основные свойства и бласть эксплуатации строительного материала 34.48 KB
  Основные свойства строительного материала По составу можно выделить органические минеральные и металлические кровельные материалы. К органическим относятся старейшие кровельные материалы солома дранка и современные битумные битумно-полимерные и полимерные материалы.
82751. Особенности индустриальной модернизации России в начале XX века 134.5 KB
  И перед новой властью неизбежно встал вопрос: а что же дальше? А дальше, вне зависимости от политических пристрастий большевистского режима на первый план выдвигалась проблема модернизации страны, ещё более обострившаяся по сравнению с началом XX века.
82752. Великое княжество Литовское 122.5 KB
  Борьба Литвы Польши и Западной Руси против рыцарей Тевтонского ордена. Отношения Руси и Литвы были настолько тесными что существовала реальная возможность развития и существования Русского государства по литовскому пути. Наибольшее сопротивление орден встретил со стороны Литвы к этому времени...
82753. Романский стиль в Западноевропейской архитектуре. Основные типы искусства готики 39.45 KB
  В подготовке общеевропейского средневекового искусства, началом которого было раннехристианское, продолжением – романское и высшим взлетом – готическое искусство, главную роль сыграли греко-кельтские истоки, романские, византийские, греческие, персидские и славянские элементы.
82754. Типология частей речи 37.18 KB
  В данной работе мы стремимся выявить типологические особенности частей речи в английском языке в сравнении с русским нас интересует структурная типология систем английского и русского языков в области морфологии лексики и синтаксиса.
82755. Морфологические нормы современного русского литературного языка 25.87 KB
  Некоторые прилагательные употребляются только в краткой форме: рад горазд должен надобен. Некоторые качественные прилагательные не имеют соответствующей краткой формы: прилагательные с суффиксами ск н ов л товарищеский дельный передовой умелый обозначающие цвет синий сиреневый...
82756. Диалектика Сократа 50.5 KB
  Метод диалектических споров Сократа заключается в обнаружении противоречий в рассуждениях собеседника и приведения его к истине посредством вопросов и ответов. В спорах Сократ стремился доказать целесообразность и разумность как мира так и человека.
82757. Товарные биржи как организаторы торгового оборота 45.14 KB
  Местом совершения биржевых сделок является биржа выполняющая функции организатора торговли. Биржа разрабатывает механизм управления финансовыми рисками в частности осуществляет антимонопольное регулирование устанавливает перечень требований предъявляемых к участникам торговли собирает с членов биржи...