Электромагнитные устройства. Аналогия магнитных и электрических цепей.

Электромагниты

Электромагниты - это электромеханические устройства, преобразующие электрическую энергию в линейное или угловое перемещение.

Эти устройства используются для включения и отключения коммутационных устройств (реле, контакторы,пускатели),для открытия и закрытия клапанов, заслонок, вентилей и т.д. Они применяются в распределительных устройствах пневмо – и гидроприводов для управления потоком газа или жидкости, в электромагнитных муфтах, в устройствах защиты (тепловое или токовое реле, автоматические предохранители). На рис. 5 приведены основные схемы электромагнитов, используемые для управления распределительными устройствами пневмо-и гидроприводов, а на рис.6 –внешний вид электромагнитов.

При подаче тока в катушку 1 создается электромагнитная сила, под действием которой якорь 3 поворачивается (рис.5,а,в) или перемещается (рис.5,б,г) в направлении сердечника 2. При этом преодолевается сила противодействующей пружины 4. При снятии тока якорь возвращается в исходное состояние под действием пружины.

На ри.5, в изображена дифференциальная схема поворотного электромагнита, обеспечивающая поворот якоря по часовой стрелке или против нее при подаче тока соответственно в правую или левую катушку. На рис.5,г изображена схема соленоидного электромагнита с конической формой воздушного зазора.

Рис.5.Схемы электромагнитов:

а-поворотная; б- с линейным перемещением;

в-дифференциальная; г-соленоидная;

1-катушка; 2-сердечник;3-якорь;4-пружина.

 

Удерживающие электромагниты используются для закрепления деталей на станках (например, шлифовальных),в подъемных механизмах (для погрузки стальной стружки и металлолома),для закрытия дверей (в составе домофонов).

 

 

Рис.6.Внешний вид электромагнита

 

Электромагнитное поле

· Основное назначение электромагнитных реле- перемещение контактных пружин и замыкание контактов при протекании тока по обмотке.

Незначительная мощность, подаваемая в обмотку реле, способна управлять значительной мощностью на нагрузке. Конструктивные исполнения реле чрезвычайно разнообразны. Они могут быть постоянного и переменного тока, иметь всего два контакта или несколько десятков. Магнитная цепь реле аналогична магнитной цепи электромагнита. Разница лишь, в том, что на подвижной части реле-якоре-располагаются контакты, которые могут замыкаться или размыкаться с контактами, располагаемыми на неподвижной части – сердечнике. На рис.7 приведен внешний вид некоторых схем реле.

 

Рис.7.Внешний вид электромагнитных реле

 

 

Электрические машины

Под электрическими машинами понимают электромагнитные устройства вращательного типа, преобразующие механическую энергию в электрическую (генераторы) и электрическую энергию в механическую(двигатели).

Рис.8.Внешний вид электродвигателей.

 

Генераторы - это основной вид источников электрической энергии, которой сегодня в России производится около 900млрд кВт*ч в год.

Электродвигатели - это основной вид механической энергии, приводящий в действие станки, транспортные средства, подъемные механизмы, бытовую технику и т.д.

Электрические машины могут работать на постоянном и переменных токах. Исторически первыми появились машины постоянного тока. В 1830-х.гг.русский ученый Б.С Якоби построил действующий электродвигатель, основные элементы которого сохранились до нашего времени. Он стал основным приводным двигателем транспортных устройств, требующих плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне. А в конце XIX в. М.О. Доливо - Добровольский предложил конструкцию трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с

Короткозамкнутым ротором,ставшего основным приводным двигателем металлорежущих станков и подъемных механизмов. Построенный по аналогичной схеме однофазный двигатель стал основным электродвигателем в устройствах бытовой техники.

Схемы и конструкции электрических машин могут быть самыми различными. Но все они имеют две основные части: для электродвигателя это неподвижный статор, служащий для создания магнитного поля, и вращающийся ротор, передающий вращающий момент нагрузке.

На рис.8.представлен внешний вид некоторых типов электрических машин.