Методи прискорення і уповільнення спрацьовування електромагнітів і електромагнітних механізмів

Для електромагнітів, час спрацьовування яких має відрізнятися від звичайного (0,05 - 0,15 с.) В ту або іншу сторону, потрібні особливі заходи для забезпечення тимчасових характеристик. Ці заходи можуть бути орієнтовані або на зміну конструкції і характеристик електромагніта, або на застосування схемних методів конфігурації часу спрацьовування. У зв`язку з цим ці способи і отримали назву - конструктивні або схемні способи.

Конструктивні способи зменшення часу спрацьовування

Час рушання елекромагніта. Для зменшення часу рушання конструктивним методом зменшують вихрові струми в муздрамтеатрі
електромагніту, які нарощують час рушання, тому що вони демпфують магнітний потік при його зміні. Для цього муздрамтеатр
електромагніту роблять з магнітних матеріалів з високим питомим електронним опором. У потужних частинах муздрамтеатру роблять особливі прорізи, які перетинають шляхи вихрових струмів. Магнитопровод роблять шихтованим з листів електротехнічної сталі.

Час руху електромагніта. Для зменшення часу руху прагнуть зменшити хід якоря, зменшити масу якоря і пов`язаних з ним рухомих частин. Зменшують тертя в осях або між рухомими і нерухомими деталями конструкції. Використовують обертання якоря на призмі, а не в осях.

Схемні способи зменшення часу спрацьовування
електромагніту. У тих випадках, коли конструктивні способи малоефективні або не застосовні, вживають схемні способи конфігурації тимчасових характеристик електромагнітів. Схемні способи діють лише на час рушання електромагніту через його характеристики.

Час рушання електромагніту при спрацьовуванні можна зменшити, якщо відразу з підвищенням напруги живлення електромагніту ввести в ланцюг котушки додатковий опір Rд такої величини, щоб стале значення струму в обмотці електромагніта при цьому залишається такою,
тобто

Малюнок 1.

Зменшення часу зрушення тут виходить за рахунок

Недоліком цієї схеми є те, що ефект досягається за рахунок пропорційного зростання потужності, що втрачається в додатковому опорі.

Малюнок 2.

У схемі на рис. 2 по черзі з обмоткою електромагніту включений додатковий резистор, шунтуватися конденсатором.
Напруга харчування в цій схемі також зростає. Але додатковий резистор підбирається також як і в схемі рис. 1. Форсировка процесу спрацьовування тут виходить за рахунок того, що в 1-ий момент після подачі напруги незаряджена ємність С робить додатковий шлях для струму. Тому за рахунок струму зарядки конденсатора в обмотці електромагніту ток виростає швидше. Перехідний процес, до моменту початку руху
якоря, в даному випадку описується наступними рівняннями:

Для даної схеми існує значення хорошою
ємності, при якій час спрацьовування виходить найменшим

Недоліком цієї схеми є наявність конденсатора, ємність якого зазвичай значна.

На рис. 3 показана схема форсування спрацьовування, в яку по черзі з обмоткою електромагніту включено додатковий опір, шунтуватися розмикальним контактом. Цей контакт пов`язаний з якорем. При знеструмленій обмотці він замкнутий, розмикання відбувається тільки в кінці ходу якоря. У період спрацьовування через обмотку протікає перехідний струм, стале значення якого було б так само. Але завдяки тому, що якір притягається, відбувається
розмикання контакту К, шунтирующего Rд, і струм наростає до найменшого сталого значення, рівного
U / (R + Rд), який повинен бути достатнім для утримання якоря електромагніту в притягнутому положенні. Ця схема може застосовуватися також для зменшення розмірів електромагніту в тих установках, де особливо важливо отримати їх малу вагу.

Малюнок 3.

Недоліком схеми є наявність спорогенезу контакту.

Способи збільшення часу спрацьовування електричних
пристроїв

Для збільшення часу спрацьовування електромагнітів вживають всі загальні причини, що призводять до підвищення, як часу зрушення, так і часу руху. Серед цих способів можуть бути як конструктивні, так і схемні способи.

З конструктивних способів, що призводять до підвищення часу руху вживаються такі причини як підвищення ходу якоря, підвищення ваги рухомих частин, мехеніческіе і електричні демпфери. Останні знайшли застосування в реле, що створюють величезні витримки часу, наприклад, реле часу.

малюнок 4

У разі електричного демпфірування використовують короткозамкнені обмотки у вигляді мідних (алюмінієвих) гільз,
насаджених на сердечник муздрамтеатру (рис. 4). Вихрові струми, що з`являються в цих гільзах в момент замикання або розмикання основний обмотки електромагніту, затримують зміна магнітного потоку і роблять уповільнення спрацьовування, як при тяжінні, так і при відпуску якоря. В останньому випадку досягається більший уповільнюючий ефект, тому що при виключенні обмотки перехідний процес відбувається при притягнутому якорі, коли індуктивність системи велика. Тому витримка часу при відпуску якоря в електромагнітах з короткозамкненими гільзами може бути отримана більше, ніж при його тяжінні.

Електромагніти з електричним демпфером можуть
забезпечувати витримку часу при відпуску до 8-10 с.

Для конфігурації часу спрацьовування електромагнітів схемними способами найбільш поширеними схемами є наступні.

У тих випадках, коли напруга живлення фіксоване, час початку руху при включенні може бути збільшено включенням додаткового опору Rд черзі з
обмоткою електромагніту. Підвищення часу зрушення тут відбувається завдяки зменшення сталого значення струму в ланцюзі. Замість резистора можна включити також індуктивність, що нарощує постійну часу ланцюга, не змінюючи усталеного струму.

Для збільшення часу рушання електричних пристроїв при виключенні використовуються схеми, наведені на рис.
5.

а Б В)

Малюнок 5.

Підвищення часу рушання електричних пристроїв в цих схемах виходить за рахунок того, що після розмикання ланцюга в контурах (R, L-Rш), (R, L-VD) (рис. 5 а, б) виникає в котушці е.р.с . самоіндукції робить струм, який гальмує спадання магнітного потоку в електромагніт. Затримка часу рушання визначається часом загасання струму в контурах, яке знаходиться в залежності від характеристик цих контурів.

У схемі рис.5, в затримка часу початку руху електромагніта при відпуску відбувається за рахунок того, що після розмикання ланцюга заряджена ємність С розряджається в контурі (C, Rш-R, L) і струм розряду затримує спадання потоку в електромагніт.