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

27591. Законодательное определение и критерии невменяемости. Уголовная ответственность лиц с психическими расстройствами, не исключающими вменяемости (ограниченная вменяемость) 34.5 KB
  Лицо находящееся в состоянии невменяемости не подлежит уголовной ответственности и не является субъектом преступления ст. Состояние невменяемости устанавливается заключением судебнопсихиатрической экспертизы. Юридический психологический критерий невменяемости имеет два признака: интеллектуальный признак т.
27593. Захват заложника 32.5 KB
  Захват заложника ст. Объективная сторона заключается в захвате или удержании лица в качестве заложника. Захват заложника это открытое либо тайное с применением насилия или угрозы его применения либо без такового ограничение свободы его передвижения которое сопровождается в последующем открытым сообщением об этом и выдвигаемых условиях его освобождения.
27594. Изнасилование (ст. 131 УК). Отличие этого преступления от насильственных действий сексуального характера (ст. 132 УК) и от понуждения к действиям сексуального характера (ст. 133 УК). Половое сношение и иные действия сексуального характера с лицом, не дост 39.5 KB
  изнасилование половое сношение с применением насилия или с угрозой его применения к потерпевшей или другим лицам либо с использованием беспомощного состояния потерпевшей. Объектом этого преступления является половая свобода женщины а если потерпевшей является несовершеннолетняя или малолетняя то половая неприкосновенность ее. Потерпевшей может быть только женщина. Необходимо отметить что угроза может касаться не только потерпевшей но и других лиц судьба которых важна для потерпевшей например угроза убить мужа или детей женщины...
27596. Исправительные и обязательные работы как виды уголовного наказания. Их характеристика, порядок и условия применения 31 KB
  Исправительные и обязательные работы как виды уголовного наказания. Исправительные работы заключаются в принудительном привлечении осужденного к труду не имеющему основного места работы с удержанием в доход государства определенной доли из его заработка в размере установленном приговором суда. Исправительные работы включают следующие основные элементы: принудительное привлечение к труду; привлечение к труду лиц не имеющих основного места работы; отбывание наказания в местах определяемых органами местного самоуправления по...
27598. Конфискация имущества как мера уголовно-правового характера 30 KB
  Конфискация имущества как мера уголовноправового характера Уже прошло несколько лет с того момента когда в уголовном законе были произведены наиболее ожидаемые изменения Федеральным законом от 27 июля 2006 г. № 153 восстановлен институт конфискации имущества. № 162ФЗ не вызвало столь острых дискуссий на страницах юридической литературы как отмена конфискации имущества. В обновленной редакции конфискация имущества определяется как мера уголовноправового характера заключающаяся в принудительном безвозмездном обращении по решению суда в...