전자석의 매개 변수 및 특성

전자석의 기본 특성

가장 일반적인 것은 n의 변화를 설명하는 동적 특성입니다. c.자기 유도 및 운동의 EMF 작용으로 인해 작업 과정에서 전자석, 움직이는 부품의 마찰, 감쇠 및 관성도 고려합니다.

일부 종의 경우 전자석 (고속 전자석, 전자기 진동기 등) 동적 특성에 대한 지식은 이러한 전자석의 작업 프로세스를 특성화하기 때문에 필수입니다. 그러나 동적 기능을 얻으려면 많은 계산 작업이 필요합니다. 따라서 많은 경우, 특히 정확한 이동시간 판단이 요구되지 않는 경우 정적인 특성을 보고하는 것으로 제한된다.

전자석 전기자의 이동 중에 발생하는 역기전력의 전기 회로에 대한 영향을 고려하지 않으면 정적 특성이 얻어집니다. 우리는 전자석 코일의 전류가 변경되지 않고 예를 들어 작동 전류와 같다고 가정합니다.

예비 평가의 관점에서 전자석의 가장 중요한 특성은 다음과 같습니다.

1. 전자석의 견인 정적 특성... 코일에 공급되는 전압 또는 코일의 전류의 다른 상수 값에 대한 전기자의 위치 또는 작동 간격에 대한 전자기력의 의존성을 나타냅니다.

U = const에서 Fe = f(δ)

또는 I= const에서 Fe = f(δ).

쌀. 1. 전자기 하중의 일반적인 유형: a — 잠금 장치, b — 하중을 들어 올릴 때, c — 스프링 형태, d — 일련의 입력 스프링 형태, δn — 초기 간극, δk가 최종 정리.

2. 전자석의 반대 힘(하중)의 특성... 작동 간격 δ에 대한 반대 힘(일반적인 경우 전자기력의 적용 지점으로 축소됨)의 의존성을 나타냅니다(그림 1). ): Fn = f(δ)

반대 특성과 견인 특성을 비교하면 전자석의 작동 가능성에 대한 결론을 도출할 수 있습니다(동역학을 고려하지 않고 사전에).

전자석이 정상적으로 작동하려면 전기자 과정의 전체 변화 범위에서 견인 특성이 반대쪽을 통과하고 명확한 릴리스를 위해서는 반대로 견인 특성이 아래를 통과해야합니다. 반대쪽 (그림 2).

쌀. 2. 능동세력과 반대세력의 특성 조화를 향하여

3. 전자석의 부하 특성... 이 특성은 전자기력의 값과 코일에 공급되는 전압의 크기 또는 고정된 전기자의 위치와 관련이 있습니다.

δ= const에서 Fe = f(u) 및 Fe = f(i)

4.조건부로 유용한 작업 전자석... 초기 작동 간격에 해당하는 전자기력과 전기자 스트로크 값의 곱으로 정의됩니다.

Аz= const에서 Wny = Fn(δn — δk).

주어진 전자석에 대한 조건부 유용한 일의 값은 전기자의 초기 위치와 전자석 코일의 전류 크기의 함수입니다. 무화과에서. 도 3은 정적 견인력 Fe = f(δ) 및 곡선 Wny = Fn(δ) 전자석의 특성을 나타낸다. 음영 영역은 이 δn 값에서 Wny에 비례합니다.

쌀. 3… 전자석의 조건부 유용한 작동.

5. 전자석의 기계적 효율 - 가능한 최대값(가장 큰 음영 영역에 해당) Wp.y m과 비교한 조건부 유용한 작업 Wny의 상대적 값:

ηfur = Wny / Wp.y m

전자석을 계산할 때 전자석이 최대 유용한 작업을 제공하는 방식으로 초기 간극을 선택하는 것이 좋습니다. δn은 Wp.ym에 해당합니다(그림 3).

6. 전자석 응답 시간 - 신호가 전자석 코일에 적용되는 순간부터 전기자가 최종 위치로 전환될 때까지의 시간. 다른 모든 조건이 같다면 이것은 초기 반대 힘 Fn의 함수입니다.

U = const에서 TSp = f(Fn)

7. 가열 특성은 전자석 코일의 가열 온도가 온 상태의 지속 시간에 의존하는 것입니다.

8. 조건부 유용한 작업 값에 대한 전자석 질량의 비율로 정의되는 전자석의 Q 계수:

D = 전자석의 질량 / Wpu

9.조건부 유용한 작업 값에 대한 전자석 코일이 소비하는 전력의 비율 인 수익성 지수 :

E = 소비 전력 / Wpu

이러한 모든 특성을 통해 특정 작동 조건에 대해 주어진 전자석의 적합성을 설정할 수 있습니다.

전자기 매개변수

위에 나열된 특성 외에도 전자석의 주요 매개 변수 중 일부도 고려할 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

a) 전자석에 의해 소비되는 전력... 전자석에 의해 소비되는 제한 전력은 코일의 허용 가능한 가열량과 경우에 따라 전자석 코일의 회로 전력 조건에 의해 제한될 수 있습니다.

전력 전자석의 경우 일반적으로 스위치를 켤 때 가열이 제한됩니다. 따라서 허용 가능한 가열량과 정확한 계산은 전기자의 주어진 힘과 스트로크만큼 계산에서 중요한 요소입니다.

자기 및 기계적 측면과 열적 특성 측면에서 합리적인 디자인을 선택하면 특정 조건에서 최소 크기와 무게로 디자인을 얻을 수 있으므로 최저 가격을 얻을 수 있습니다. 보다 진보된 자성체와 권선을 사용하는 것도 설계 효율성을 높이는 데 기여합니다.

경우에 따라 전자석(용 계전기, 규제 기관 등)은 최대 노력 달성을 기반으로 설계되었습니다. 주어진 유용한 작업에 대한 최소 에너지 소비. 이러한 전자석은 상대적으로 작은 전자기력과 충격 및 가벼운 이동 부품이 특징입니다.권선의 가열은 허용되는 것보다 훨씬 낮습니다.

이론적으로 전자석이 소비하는 전력은 그에 따라 코일의 크기를 증가시켜 임의로 줄일 수 있습니다. 실질적으로 이에 대한 한계는 코일의 평균 회전 길이와 자기 유도의 중심선 길이가 증가함에 따라 발생하며 결과적으로 전자석의 크기를 증가시키는 것은 비효율적입니다.

b) 안전계수…대부분의 경우 n. v. 시작은 n과 같다고 간주할 수 있습니다. c. 전자석의 작동.

n의 관계. c. 전류의 고정 값 k n에 해당합니다. 작동 시(임계 N.S.)(그림 2 참조)를 안전 계수라고 합니다.

ks = Azv / AzSr

신뢰성 조건에 따라 전자석의 안전 계수는 항상 하나 이상 선택됩니다.

v) 트리거 매개변수는 n의 최소값입니다. c. 전자석이 작동되는 전류 또는 전압(전기자를 δn에서 δD se로 이동).

G) 해제 매개변수 - 각각 n의 최대값. s, 전자석의 전기자가 원래 위치로 돌아가는 전류 또는 전압.

e) 반환 비율… 전기자가 원래 위치로 돌아가는 n.c의 비율 n. c. 작동은 전자석의 반환 계수라고 합니다: kv = Азv / АзСр

중성 전자석의 경우 반환 계수 값은 항상 1보다 작으며 디자인이 다른 경우 0.1에서 0.9까지 가능합니다. 동시에 두 한계에 가까운 값을 달성하는 것도 똑같이 어렵습니다.

반대 특성이 전자석의 인장 특성에 최대한 근접할 때 반환 계수가 가장 중요합니다. 솔레노이드 스트로크를 줄이면 복귀율도 증가합니다.