Особенности работы электромагнитных механизмов переменного тока

Особенностью работы электромагнитных механизмов переменного тока является то, что тяговое усилие, создаваемое катушкой электромагнита, является пульсирующим, из-за синусоидальности питающего напряжения, которое определяется по формуле

(6.3)

Пульсация тягового усилия Р_Т при работе ЭА вызывает вибрацию якоря и магнитопровода соответственно (шум, дребезг). Если не предпринимать дополнительных мер в конструкции, то это приводит к прерыванию электрического тока и быстрому износу ЭА.

ЭТО ВАЖНО. На практике для устранения вибрации якоря применяют три основных способа: утяжеляют якорь; используют двухфазный электромагнит; применяют короткозамкнутый виток в магнитной системе.

При утяжеленном якоре вибрация отсутствует, так как благодаря большой инерции якорь не может вибрировать с частотой 2 (формула (6.3)), т.е. он не успевает отходить от полюса за время прохождения тока в обмотке через нулевое значение. Этот способ прост, но применяется редко из-за неизбежного уменьшения чувствительности электромагнита и увеличения его габаритов и массы в целом.

Двухфазный электромагнит состоит из двух электромагнитов имеющих общий якорь (рис.6.2). Обмотки электромагнитов соединены параллельно относительно друг друга. Токи, осуществляющие питание обмоток, сдвинуты по фазе на угол / 2 за счет подключения одной из обмоток через конденсатор. Так как величина токов принимает нулевое значение в разные моменты времени, то результирующее усилие, действующее на якорь, никогда не обращается в нуль.

Данный способ также не получил широкого распространения, так как при этом значительно усложняется конструкция электромагнитного механизма.

Способ устранения вибрации якоря с помощью короткозамкнутого витка (экрана) получил наибольшее распространение (рис.6.3). Способ заключается в следующем. Конец сердечника, расщеплен на две части, одна из которых охвачена короткозамкнутым витком из меди или алюминия (рис.6.3, а). В результате основной магнитный поток Ф разветвляется на два потока Ф₁ и Ф₂. В витке индуцируется ЭДС короткого замыкания (КЗ) и возникает ток КЗ, который возбуждает поток Ф_кз. Поток Ф_кз совпадает по направлению с потоком Ф₁ и направлен встречно потоку Ф₂. Поэтому поток Ф₂ будет отставать от потока Ф₁ на некоторый угол (рис.6.3, б). Сила тягового усилия Р электромагнита получается путем суммирования сдвинутых во времени тяговых усилий Р₁ и Р₂ (рис.6.3, в). Благодаря сдвигу их во времени общее тяговое усилие Р пульсирует меньше и минимальное значение ее выше отрывного усилия Р_отр, чем и исключается вибрация якоря.