معلمات وخصائص المغناطيسات الكهربائية

الخصائص الأساسية للمغناطيسات الكهربائية

الأكثر شيوعًا هي الخصائص الديناميكية التي تفسر التغييرات في n. ج.المغناطيس الكهربي في عملية عملها بسبب تأثير EMF للحث الذاتي والحركة ، وأيضًا مراعاة الاحتكاك والتخميد والقصور الذاتي للأجزاء المتحركة.

لبعض الأنواع مغناطيس كهربائي (المغناطيسات الكهربائية عالية السرعة ، الهزازات الكهرومغناطيسية ، إلخ) المعرفة بالخصائص الديناميكية إلزامية ، لأنها فقط هي التي تميز عملية عمل هذه المغناطيسات الكهربائية. ومع ذلك ، فإن الحصول على ميزات ديناميكية يتطلب الكثير من العمل الحسابي. لذلك ، في كثير من الحالات ، لا سيما عندما لا يكون التحديد الدقيق لوقت السفر مطلوبًا ، فإنها تقتصر على الإبلاغ عن الخصائص الثابتة.

يتم الحصول على الخصائص الثابتة إذا لم نأخذ في الاعتبار التأثير على الدائرة الكهربائية للظهر الكهرومغناطيسي الذي يحدث أثناء حركة المحرك للمغناطيس الكهربائي ، أي نفترض أن التيار في ملف المغناطيس الكهربائي لا يتغير ويساوي ، على سبيل المثال ، تيار التشغيل.

من أهم خصائص المغناطيس الكهربائي من وجهة نظر تقييمه الأولي ما يلي:

1. خاصية الجر الثابتة للمغناطيس الكهرومغناطيسي ... وهي تمثل اعتماد القوة الكهرومغناطيسية على موضع المحرك أو فجوة العمل لقيم ثابتة مختلفة للجهد الموفر للملف أو التيار في الملف:

Fe = f (δ) عند U = const

أو Fe = f (δ) في I = const.

أرز. 1. الأنواع النموذجية للأحمال الكهرومغناطيسية: أ - آلية القفل ، ب - عند رفع الحمولة ، ج - في شكل زنبرك ، د - في شكل سلسلة من نوابض الإدخال ، δn - الخلوص الأولي ، δk هو الأخير تخليص.

2. خصائص القوى المتعارضة (الحمل) للمغناطيس الكهربي ... إنها تمثل اعتماد القوى المتعارضة (في الحالة العامة ، مخفضة إلى نقطة تطبيق القوة الكهرومغناطيسية) على فجوة العمل δ (الشكل 1) ): الجبهة الوطنية = و (δ)

تتيح المقارنة بين الخصائص المعاكسة وخصائص الجر إمكانية استخلاص استنتاج (مبدئيًا ، دون مراعاة الديناميكيات) حول قابلية تشغيل المغناطيس الكهربائي.

لكي يعمل المغناطيس الكهربائي بشكل طبيعي ، من الضروري أن تمر خاصية الجر في النطاق الكامل للتغييرات في مسار المحرك أعلى من الآخر ، وللإطلاق الواضح ، على العكس من ذلك ، يجب أن تمر خاصية الجر أدناه العكس (الشكل 2).

أرز. 2. نحو تنسيق خصائص القوى الفاعلة والمقاومة

3. خصائص الحمل للمغناطيس الكهرومغناطيسي ... تتعلق هذه الخاصية بقيمة القوة الكهرومغناطيسية وحجم الجهد المطبق على الملف أو التيار الموجود فيه بموضع ثابت من المحرك:

Fe = f (u) و Fe = f (i) في δ = const

4.مغناطيس كهربي للعمل مفيد شرطيًا ... يتم تعريفه على أنه ناتج القوة الكهرومغناطيسية المقابلة لفجوة التشغيل الأولية بقيمة ضربة المحرك:

Wny = Fn (n - δk) في Аz = const.

إن قيمة العمل المفيد المشروط لمغناطيس كهربائي معين هي دالة للموضع الأولي للحافظة وحجم التيار في ملف المغناطيس الكهربائي. في التين. يوضح الشكل 3 خاصية السحب الثابت Fe = f (δ) والمنحنى Wny = Fn (δ) المغناطيس الكهربائي. تتناسب المنطقة المظللة مع Wny عند هذه القيمة δn.

أرز. 3 ... عملية مفيدة مشروطًا لمغناطيس كهربائي.

5. الكفاءة الميكانيكية للمغناطيس الكهربائي - القيمة النسبية للعمل المفيد المشروط Wny مقارنة بأقصى حد ممكن (المقابل لأكبر منطقة مظللة) Wp.y m:

ηfur = Wny / Wp.y م

عند حساب مغناطيس كهربائي ، يُنصح باختيار خلوصه الأولي بطريقة تعطي المغناطيس الكهربائي أقصى قدر من العمل المفيد ، أي. δn يتوافق مع Wp.ym (الشكل 3).

6. زمن استجابة المغناطيس الكهربائي - الوقت من لحظة تطبيق الإشارة على ملف المغناطيس الكهربائي حتى انتقال عضو الإنتاج في موضعه النهائي. عند تساوي جميع الأشياء الأخرى ، هذه دالة للقوة المقابلة الأولية Fn:

TSp = f (Fn) عند U = const

7. خاصية التسخين هي اعتماد درجة حرارة التسخين لملف المغناطيس الكهربائي على مدة حالة التشغيل.

8. عامل Q لمغناطيس كهربي ، يُعرَّف بأنه نسبة كتلة المغناطيس الكهربائي إلى قيمة العمل المفيد الشرطي:

D = كتلة المغناطيس الكهربائي / Wpu

9.مؤشر الربحية ، وهو نسبة الطاقة التي يستهلكها الملف الكهرومغناطيسي إلى قيمة العمل المفيد المشروط:

E = الطاقة المستهلكة / Wpu

كل هذه الخصائص تجعل من الممكن إثبات مدى ملاءمة مغناطيس كهربائي معين لظروف معينة من تشغيله.

المعلمات الكهرومغناطيسية

بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه ، سننظر أيضًا في بعض المعلمات الرئيسية للمغناطيسات الكهربائية. وتشمل هذه ما يلي:

أ) الطاقة التي يستهلكها المغناطيس الكهربائي ... يمكن تقييد الطاقة التي يستهلكها المغناطيس الكهربائي بمقدار التسخين المسموح به لملفه وفي بعض الحالات بواسطة ظروف طاقة الدائرة لملف المغناطيس الكهربائي.

بالنسبة للمغناطيسات الكهربائية ، كقاعدة عامة ، فإن القيد هو تسخينها أثناء فترة التشغيل. لذلك ، فإن مقدار التسخين المسموح به وحسابه الصحيح هما عاملان مهمان في الحساب مثل القوة والسكتة المعطاة للمُحرك.

إن اختيار التصميم العقلاني ، من الناحيتين المغناطيسية والميكانيكية ، وكذلك من حيث الخصائص الحرارية ، يجعل من الممكن ، في ظل ظروف معينة ، الحصول على تصميم بأبعاد ووزن دنيا ، وبالتالي بأقل سعر. يساهم استخدام مواد مغناطيسية أكثر تقدمًا وأسلاك متعرجة في زيادة كفاءة التصميم.

في بعض الحالات ، المغناطيسات الكهربائية (ل تناوب، والمنظمين ، وما إلى ذلك) على أساس تحقيق أقصى جهد ، أي الحد الأدنى من استهلاك الطاقة لعملية مفيدة معينة. تتميز هذه المغناطيسات الكهربائية بقوى وصدمات كهرومغناطيسية صغيرة نسبيًا وأجزاء متحركة خفيفة.تسخين اللفات أقل بكثير مما هو مسموح به.

من الناحية النظرية ، يمكن تقليل الطاقة التي يستهلكها المغناطيس الكهربائي بشكل تعسفي عن طريق زيادة حجم ملفه. من الناحية العملية ، يتم إنشاء الحد الأقصى لذلك من خلال زيادة طول متوسط ​​الدوران للملف وطول الخط المركزي للحث المغناطيسي ، مما يؤدي إلى أن زيادة حجم المغناطيس الكهربائي يصبح غير فعال.

ب) عامل الأمان ... في معظم الحالات n. v. يمكن اعتبار البدء مساويًا لـ n. ج.تشغيل مغناطيس كهربائي.

علاقة n. ج.المقابلة للقيمة الثابتة للتيار ، ك ن. مع التشغيل (الحرجة NS) (انظر الشكل 2) يسمى عامل الأمان:

كانساس = Azv / AzSr

دائمًا ما يتم اختيار أكثر من عامل أمان للمغناطيس الكهربائي ، وفقًا لشروط الموثوقية.

v) معلمة المشغل هي الحد الأدنى لقيمة n. ج.التيار أو الجهد الذي يتم عنده تشغيل المغناطيس الكهربائي (تحريك المحرك من δn إلى δDa se).

G) معلمة الإصدار - الحد الأقصى لقيمة n ، على التوالي. s ، التيار أو الجهد الذي يعود فيه المحرك للمغناطيس الكهربائي إلى موضعه الأصلي.

هـ) النسبة المئوية للعائد ... نسبة n.c التي يعود عندها المحرك إلى موضعه الأصلي ، إلى n. ج. يسمى التشغيل معامل العودة للمغناطيس الكهربائي: kv = Азv / АзСр

بالنسبة للمغناطيسات الكهربائية المحايدة ، تكون قيم معامل العودة دائمًا أقل من واحد ، وبالنسبة للتصاميم المختلفة يمكن أن تتراوح من 0.1 إلى 0.9. في الوقت نفسه ، فإن تحقيق قيم قريبة من كلا الحدين أمر صعب بنفس القدر.

يكون معامل العودة ذا أهمية كبيرة عندما تكون الخاصية المعاكسة أقرب ما يمكن إلى خاصية الجذب للمغناطيس الكهربائي. يؤدي تقليل ضربة الملف اللولبي أيضًا إلى زيادة معدل العودة.