9. Розрахунок тягової характеристики електромагніту

Розрахунок сили тяги електромагніту проводимо за енергетичною формулою [І, с. 211-219], Н:

/29/

де P_eм- електромагнітна сила, яка виникає у робочому проміжку, Н; F_δ- падіння магнітної напруги в робочому проміжку, А; - похідна від магнітопровідності робочого проміжку, Гн/м /див. табл.2/.

Електромагніт повинен спрацьовувати при номінальній МРС, тобто за умов, поки котушка підімкнена до номінальної напруги і в ній про­тікає номінальний струм. Але на практиці величина струму через котуш­ку може відрізнятися від номінального. На це головним чином впливають два фактори: по-перше, відхилення (зменшення) напруги живлення від но­мінального значення, по-друге, нагрівання котушки до гранично допусти­мої температури, внаслідок чого її опір збільшується. Тому вважають, що електромагніт повинен спрацьовувати не тільки при номінальному струмі, а й при струмі, який менший від номінального, з урахуванням граничного впливу названих факторів. Це враховується при розрахунках за коефіцієнтом 0,65...0,7.

Отже, вихідними даними для розрахунку тягових характеристик електромагніту є криві намагнічування електромагніту (див. мал. 8), номі­нальна МРС котушки F_ном та найменша допустима МРС F_доп=0,65F_ном

Розрахунок проводиться так. На кривих намагнічування проводимо дві вертикальні лінії, які відповідають заданим МРС F_ном і 0.65F_ном та визначаємо точки їх перетину з кривими намагнічування електромаг­ніту. По цих точках знаходимо магнітний потік в робочих проміжках, по­тім падіння магнітної напруги в них за /23/ та електромагнітну силу за /29/.

Значення магнітних потоків, падінь магнітної напруги в робочих проміжках та електромагнітної сили зводять до табл. 6.

Таблиця 6

Розрахунок тягової характеристики

Робочий зазор δ·10-3, м	0,05	0,2	0,6	1,1
1	2	3	4	5
Fдоп=0,65Fном=240
Магнітний потік Фδ·10-5, Вб Падіння магнітної напруги у проміжку Fδ=Фδ·Rδ, А Електромагнітна сила Рем, Н	4,65 18,88 8,52	4,3 64,07 6,34	2,6 101,14 1,84	1,7 108,3 0,66
F=Fном=156 A
Магнітний потік Фδ·10-5, Вб Падіння магнітної напруги у проміжку Fδ=Фδ·Rδ, А Електромагнітна сила Рем, Н	4,9 19,9 9,46	4,6 68,54 7,26	3,8 147,8 3,93	2,55 162,4 1,49

За отриманими даними будують тягові характеристики електромагніту спільно з одержаною раніше (див. мал. 2) механічною характеристикою реле (мал. 9).

Для надійного спрацьовування реле навіть при нагрітій котушці та зниженій напрузі живлення обидві характеристики повинні бути розташовані вище механічної характеристики реле.

Приклад. Криві намагнічування електромагніту - на мал. 8; 0,65F_ном= 156 А; F_ном = 240 А; механічна характеристика реле на мал. 9. Результати розрахунків містяться в табл. 6 та на мал. 9.

Очевидно, що тягова характеристика для F_доп=0,65F_ном (крива 2) наближається до механічної характеристики реле в точці С.

Треба слідкувати, щоб вона перевищувала механічну характеристику ре­ле в цій точці десь у 1,1-1,25 раза:

/30/

Якщо характеристика 2 буде нижче, ніж вимагає умова /30/, то не буде надійного спрацьовування реле при зниженій напрузі та нагрітій котушці, а якщо вона буде розташована вище, тоді будемо вважати, що невиправдано завищено значення номінальної МРС. що призводить до під­вищеної потужності котушки реле та збільшеного перевищення її темпе­ратури (див.розд.11).

Ступінь перевищення характеристик 2 та 3 над механічною характеристикою реле 1 може регулюватися підбором F_ном та 0.65 F_ном

У спрацьованому стані при F=F_ном електромагнітна сила F_ем перевищує характеристику протидії (точка А на ха­рактеристиці 1. мал. 9). Ступінь перевищення:

K_ем.мах= /31/

Для нашого прикладу, коли Р_к=0,85 Н:

Мал. 9. Характеристики електромагніту реле: І - механічна характеристика реле; 2 - тягова характе­ристика при F=0,65Fном; 3 - тягова характеристика при номінальній МРС котушки