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

26 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

40284. Кататонический синдром 31.5 KB
  Кататоническое возбуждение. Экстатическое растеряннопатетическое возбуждение. Возбуждение может прерываться эпизодами ступора или субступора.
40286. Лечение алкогольных психозов 27 KB
  Лечение: 1 детоксикация применение поливидона декстрана70 декстрана40 препаратов трисоль и хлосоль изотонического раствора хлорида натрия раствора Рингера внутривенно капельно или 5 раствора глюкозы капельно по 500 1000 мл; 25 раствора сульфата магния 5 10 мл внутривенно с 10 раствором глюкозы капельно; тиосульфата натрия хлорида кальция внутривенно унитиола 5 10 мл внутримышечно; 2 немедикаментозная детоксикация очистительная клизма плазмаферез гипербарическая оксигенация поверхностная церебральная...
40287. Лечение инфекционных психозов 26 KB
  При начальных или стертых субпсихотических расстройствах показано применение транквилизаторов диазепам феназепам нитразепам при нарастании бессонницы тревоги и страха применяют нейролептические средства аминазин терален. В состоянии помраченного состояния делирий эпилептиформное или онирическое состояние показано внутривенное введение диазепама при сильном возбуждении инъекции аминазина или тералена. Изза опасности коллапса аминазин и терален необходимо сочетать с сердечнососудистыми средствами кофеин кордиамин.
40288. Лечение наркоманий и токсикоманий 31.5 KB
  Первый этап включает в себя купирование абстинентного синдрома и проведение дезинтоксикационных мероприятий направленных на нормализацию соматоневрологических нарушений и коррекцию психических расстройств. Третий этап лечения заключается в выявлении основного синдрома психической зависимости и проведении целенаправленной терапии. Патогенетически обоснованная терапия определяется химической структурой и механизмом действия наркотика а также структурой клинического синдрома. Наиболее эффективными средствами купирования опийного...
40289. Лечение при ЧМТ 27.5 KB
  Применяется также ряд препаратов оказывающих влияние на мозговое кровообращение кавинтон сермион циннаризин танакан.
40290. Лечение эпилепсии 24.5 KB
  Классические препараты: карбамазепин для лечения парциальных и больших эпилептических припадков а также сочетания этих типов приступов; вальпроат эффективен при больших эпилептических и парциальных припадках препарат выбора при абсансах и миоклонических судорогах; пролонгированная форма депакинхроно; 5 новых препаратов: вигабатрин сабрил ламотриджин ламиктал габапентин нейронтин топирамат топамакс и тиагабин габитрил.
40291. Личностные расстройства 27 KB
  Долговременный паттерн переживаний и поведения явно отклоняющийся от общепринятых в данной культуре норм поведения. Этот паттерн проявляется в двух или более областях: 1. Данный паттерн приводит к нарушениям адаптации или к ухудшению функционирования в социальной профессиональной межличностной сферах. Данный паттерн является стабильным и установился до 18 лет.