Меню

Конструкции электромагнитов постоянного тока



Конструкции электромагнитов постоянного тока

Электромагнитными называются устройства, предназначен­ные для создания в определенном пространстве магнитного поля с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током.

В нейтральных электромагнитах постоянного тока рабочий магнитный поток создается с помощью обмотки постоянного тока. Действие таких электромагнитов, в отличие от поляризованных, не зависит от направления тока в обмотке, они наиболее экономичны и, благодаря разнообразию конструктивных исполнений, их легко приспосабливать в различных конструкциях к различным усло­виям работы.

Поэтому они получили наибольшее распространение. Значительную часть электромагнитов постоянного тока составляют электромагнитные механизмы, использующиеся в качестве привода для осуществления необходимого перемещения.

Примером подобных электромагнитов являются: тяговые элек­тромагниты, предназначенные для совершения механической ра­боты при перемещении их рабочих органов, электромагниты муфт сцепления и торможения и тормозные электромагниты; электро­магниты, приводящие в действие контактные устройства в кон­такторах, пускателях, автоматических выключателях; электро­магниты реле, регуляторов и других чувствительных устройств автоматики.

При всем разнообразии электромагнитов отдельные их узлы имеют общее назначение (рис. 4.1): катушка с расположенной на ней намагничивающей об­моткой 1; неподвижная часть магнитопровода из ферромагнитного материала 2; подвижная часть магнитопровода – якорь 3.

Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода рабочим и паразитным зазорами и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие, передает его соот­ветствующим деталям приводимого в действие механизма.

В зависимости от расположения якоря относительно остальных ча­стей электромагнита и характера воз­действия на якорь со стороны магнит­ного потока электромагниты постоян­ного тока разделяются на следующие типы: электромагниты с втягиваю­щимся якорем, с внешним притяги­вающимся якорем и с внешним поперечно движущимся якорем.

Одна из типичных конструкций электромагнита с втягивающимся яко­рем показана на рис. 4.1.

Характер­ной особенностью таких электромаг­нитов является то, что якорь располагается целиком или частично внутри катушки с обмоткой. В процессе срабатывания электромагнита якорь, перемещаясь по­ступательно, погружается в катушку.

Втягивание якоря происхо­дит как за счет магнитного потока, проходящего через торцевую поверхность якоря, так и за счет действия магнит­ных потоков, выходящих из его боковой поверхно­сти.

На рис. 4.2 изобра­жена одна из разновидно­стей электромагнитов с внешним притягивающим­ся якорем. У этих элек­тромагнитов якорь распо­ложен снаружи по отноше­нию к катушке. На него действует главным образом рабочий магнитный поток, проходящий от якоря к торцу шляпки сердечника. В результате этого якорь по­ворачивается в пределах малого угла или совершает поступательное перемещение в направлении линии индукции рабочего магнитного потока.

Рис. 4.2. Электромагнит с внешним притя­гивающимся якорем

Конструкция электромагнита с внешним поперечно движущимся якорем показана на рис.4.3. Якорь в подобных электромагнитах также располагается снаружи катушки. Рабочий магнитный по­ток, действующий на якорь, проходит из его боковой поверхности к полюсным наконечникам, имеющим особую форму, определенным способом согласованную с формой боковой поверхности якоря. В результате воздействия со стороны рабочего магнитного потока якорь движется поперек магнитных линий, поворачиваясь на не­который ограниченный угол.

В каждой из трех перечисленных групп электромагнитов по­стоянного тока, в свою очередь, имеется ряд конструктивных разно­видностей, определяемых конструкцией магнитной цепи. Кроме того, в зависимости от способа вклю­чения обмотки электромагнита разли­чают электромагниты с обмотками параллельного включения и с обмот­ками последовательного включения.

Источник

Электромагниты постоянного тока. Конструкции, уравнения рабочего процесса и основные характеристики электромагнитных преобразователей

Страницы работы

Содержание работы

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электромагниты постоянного тока являются основой многих устройств, применяемых в современной технике. Наиболее широкое применение они находят в электромагнитных механизмах, где используются для преобразования электрической энергии в механическую. Обобщенное название, используемое для них, встречаемое в литературе применительно не только к реле — электромагнитные преобразователи (ЭМП)

1. КОНСТРУКЦИИ ЭМП

Наибольшее распространение получили два варианта ЭМП: с внешним притягивающимся якорем и втяжные.

1. ЭМП с внешним притягивающимся якорем

Характерной особенностью ЭМП с внешним притягивающимся якорем является наружное расположение якоря по отношению к катушке. На рис. 1 показаны конструктивные схемы таких ЭМП: одно- и двухкатушечные. Однокатушечные ЭМП (рис. 1, а) проще по конструкции. Якорь вращается на “призме” — ребре торца магнитопровода, представляющего собой скобу, что обеспечивает высокую механическую износостойкость. Двухкатушечные ЭМП (рис. 1, б) несколько сложнее конструктивно, так как в них отсутствует скоба, используемая в однокатушечных ЭМП для вращения якоря на “призме”. Но зато, благодаря развитой поверхности охлаждения обмоток и отсутствию паразитного зазора между якорем и скобой, что является причиной потерь в магнитопроводе, расход меди в них примерно на 20-40% меньше, чем в аналогичных по эксплуатационным параметрам электромагнитах с одной подмагничивающей катушкой.

Полюсный наконечник, располагаемый на сердечнике ЭМП над катушкой, способствует увеличению тяговой силы ЭМ при начальном положении якоря. Однако, существует оптимальный диаметр полюсного наконечника dп, который зависит от начального значения зазора d и соотношений размеров магнитопровода. При больших зазорах магнитопровод ЭМП, как правило, ненасыщен, поэтому увеличение площади полюсного наконечника приводит к соответствующему увеличению магнитного потока, и тяговая сила увеличивается, как это вытекает из выражения:

где — тяговая сила двух полюсов;

— магнитный поток через торцы полюсов;

— магнитная постоянная ( =4p ×10 -7 Гн/м);

— магнитная индукция в зазоре между торцами полюсов;

S — площадь торцов полюсов.

Дальнейшее увеличение приводит к замедлению роста силы или даже к ее уменьшению, так как при определенном значении потока магнитопровод насыщается, что препятствует росту магнитного потока. Налицо нежелательный отрицательный эффект.

Увеличение силы удержания при наличии достаточно больших нерабочих зазоров обеспечивает выступ на торце полюсного наконечника (рис. 2). Для уменьшения проводимости между полюсным наконечником и скобой (в однокатушечном ЭМП) или между полюсными наконечниками (в двухкатушечном ЭМП) на них делают срезы (рис. 3). Благодаря этим срезам удается уменьшить потоки рассеивания и, следовательно, увеличить тяговое усилие ЭМП.

В крупных ЭМП существенное влияние оказывают вихревые токи, возникающие в магнитопроводах как при включении, так и при отключении обмотки, что снижает быстродействие ЭМП. В целях борьбы с потерями на вихревых токах в сердечнике ЭМП его магнитопровод шихтуют — набирают из отдельных пластин, что несколько усложняет процесс изготовления ЭМП, снижает его надежность и износостойкость. Наибольшее демпфирующее (замедляющее) действие на процесс срабатывания оказывают вихревые токи в круглом сердечнике. Для уменьшения их влияния рекомендуется делать на сердечнике разрезы (рис. 4).

Читайте также:  Расчет падения напряжения в цепи постоянного тока формула

При отключении ЭМП показателями скорости срабатывания являются время отпадания и напряжение отпускания якоря. Для уменьшения времени отпадания якоря и увеличения напряжения отпускания в конструкцию ЭМП вводят немагнитную прокладку (латунную или из лавсановой пленки), увеличивающую зазор между якорем и сердечником, благодаря которой уменьшается остаточный магнитный поток и постоянная времени спадания вихревых токов. Но введение немагнитной прокладки приводит при неизменном ходе к увеличению начального зазора, что влечет за собой некоторое уменьшение тягового усилия в начальном состоянии.

Рассмотренные ЭМП с внешним притягивающимся якорем используются главным образом в маломощных устройствах, особенно в тех случаях, когда важно получить максимальную чувствительность к управляющим сигналам.

1.2. Втяжные ЭМП

Конструктивные схемы втяжных ЭМП приведены на рис. 5. В традиционной конструкции стальной якорь движется внутри немагнитной гильзы (рис. 5, а). Поскольку изготовление достаточно тонкой гильзы сопряжено с серьезными технологическими трудностями, увеличения магнитной проводимости нерабочего зазора между корпусом и якорем достигают за счет увеличения осевого размера этого зазора (высоты воротничка). Два способа увеличения высоты воротничка дали два варианта втяжных ЭМП с разными характеристиками. Если воротничок охватывает якорь вне отверстия катушки, его называют внешним (рис. 5, а). Внутренний воротничок охватывает поверхность якоря внутри отверстия катушки (рис. 5, б) и, таким образом, выполняет функции направляющей гильзы. Немагнитный зазор в этом случае обеспечивают при помощи технологии плакирования, т.е. напыления тонкого немагнитного слоя непосредственно на поверхность якоря. Толщина этого слоя составляет 100-250 мкм и определяется требованиями механической износостойкости ЭМ. Рекомендуется применять наружный воротничок в длинноходовых, а внутренний — в короткоходовых ЭМП.

Источник

Основные части электромагнитов постоянного тока

date image2015-06-05
views image6376

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Нейтральные электромагниты постоянного тока обладают наиболее благоприятными характеристиками и наиболее экономичны. Благодаря большому количеству возможных конструктивных исполнений эти электромагниты легко приспосабливать к различным условиям работы и различным конструкциям устройств, в которых они используются. Поэтому они получили наибольшее распространение.

При всем разнообразии встречающихся на практике таких электромагнитов они имеют следующие основные части одинакового назначения (рис. 2.1 — 2.3):

Ø катушку с расположенной на ней намагничивающей обмоткой 1;

Ø неподвижную часть магнитопровода из ферромагнитного материала 2;

Ø подвижную часть магнитопровода — якорь 3.

Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода рабочим и паразитным зазорами и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромаг-нитное усилие, передает его соответствующим деталям приводимого в действие механизма.

В зависимости от расположения якоря относительно остальных частей электромагнита и характера воздействия на якорь со стороны магнитного потока электромагниты постоянного тока рзделяются на следующие типы:

¨ электромагниты со втягивающимся якорем;

¨ электромагниты с внешним притягивающимся якорем;

¨ электромагниты с внешним поперечно движущимся якорем.

Одна из типичных конструкций электромагнита с втягивающимся якорем показана на рисунок 10.1. Характерной особенностью таких электромагнитов

является то, что якорь или,

Рисунок 10.1. Электромагнит с втягивающимся якорем.

как его в данном случае можно назвать, подвижный сердечник, располагается целиком или частично внутри катушки с обмоткой. В процессе срабатывания электромагнита якорь, перемещаясь поступательно, погружается в катушку. Втягивание якоря происходит как за счет магнитного потока, проходящего через торцовую поверхность якоря, так и за счет действия магнитных потоков, выходящих из его боковой поверхности. На рисунок 10.2 изображена одна из разновидностей электромагнитов с внешним

Рисунок 10.2. Электромагнит с внешним притягивающимся якорем. а — внешний вид реле с электромагнитом с притягивающимся якорем;

б — разрез электромагнита. притягивающимся якорем.

У этих электромагнитов якорь расположен снаружи по отношению к катушке. На него действует главным образом рабочий магнитный поток, проходящий от якоря к торцу шляпки сердечника. В результате этого якорь поворачивается в пределах малого угла или совершает поступательное перемещение в направлении линии индукции рабочего магнитного потока.

Конструкция электромагнита с внешним поперечно движущимся якорем показана на рис. 10.3.

Рисунок 10.3. Электромагнит с внешним поперечно движужимся якорем.

Якорь в подобных электромагнитах располагается снаружи катушки. Рабочий магнитный поток, действующий на якорь, проходит из его боковой поверхности к полюсным наконечникам, имеющим особую форму, определенным об- разом согласованную с формой боковой поверхности якоря. В результате воздействия со стороны рабочего магнитного потока якорь движется поперек магнитных линий, поворачиваясь на некоторый ограниченный угол.

В каждой из трех перечисленных групп электромагнитов потоянного тока в свою очередь имеется ряд конструктивных разновидностей, определяемых конструкцией магнитной цепи. Кроме того, в зависимости от способа включения обмотки электромагнита различают:

¨ электромагниты с оботками параллельного включения;

¨ электромагниты с обмотками поледовательного включения.

В первом случае обмотка выолняется таким образом, что ее включают на полное наряжение источника питания непосредственно или через неоторое добавочное сопротивление. Ток в цепи обмотки параллельного включения полностью или, во всяком случае в значительной степени определяется ее параметрами. Обмотка последовательного включения практически не влияет на величину тока той цепи, куда она включается. Последний определяется параметрами остальных элементов этой цепи. Благодаря этим особенностям некоторые характеристики электромагнитов параллельного и последовательного включения и в первую очередь их динамические характеристики оказываются различными.

б) Основные части электромагнитов переменного тока.

Характеристики и конструкция таких электромагнитов имеют коренные отличия по сравнению с электромагнитами постоянного тока,

Магнитный поток, создаваемый обмоткой, по которой проходит переменный ток, периодически меняется по величине и направлению (переменный магнитный поток), в результате чего сила электромагнитного притяжения пульсирует от нуля до максимума с удвоен- ной частотой по отношению к частоте питающего тока’.

Однако для тяговых электромагнитов снижение электромагнитной силы ниже определенного уровня недопустимо, так как приводит к вибрации якоря, а в отдельных случаях — к прямому нарушению нормальной работы.

Читайте также:  Электрический ток это в физике 8 класс презентация

Поэтому в тяговых электромагнитах, работающих при переменном магнитном потоке, приходится прибегать к специальным мерам для уменьшения глубины пульсации силы.

Основным способом уменьшения пульсации суммарной силы, действующей на якорь электромагнита с переменным магнитным потоком, является применение магнитных систем с расщепленными путями магнитного по- тока, по каждому из которых проходят переменные магнитные потоки, сдвинутые по фазе относительно друг друга.

Пpи всем разнообразии встречающихся на практике тяговых электромагнитов они состоят из следующих основных частей одинакового назначения (рис. 10-4).

1 — катушка с расположенной на ней намагничиваю- щей обмоткой (может быть несколько катушек и несколько обмоток);

2 — неподвижная часть магнитопровода, выполняемого из ферромагнитного материала (основание и сердечник);

3 — подвижная часть магнитопровода (якорь).

Рисунок 10.4: а) эскиз электромагнита с внешним б) эскиз электромагнита с притягивающимся якорем. в) втягивающимся частично якорем

Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода воздушными промежутками и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие, передает его соответствующим деталям приводимого в действие механизма.

Количество и форма воздушных промежутков, отделяющих подвижную часть магнитопровода от неподвижной, зависят от конструкции электромагнита. Воздушные промежутки, в которых возникает полезная сила, называются рабочими; воздушные промежутки, в которых не возникает усилие в направлении возможного перемещения якоря, являются паразитными.

Поверхности подвижной или неподвижной части магнитопровода, ограничивающие рабочий воздушный промежуток, называют полюсами.

В зависимости от расположения якоря относительно остальных частей электромагнита различают электромагниты

¨ с внешним притягивающимся якорем (рисунок 10.5 а),

¨ электромагниты с втягивающимся якорем (рисунок 10.4 б)

¨ электромагниты с поперечно движущимся якорем.

Последняя система в электромагнитах переменного тока практически не применяется. Зато во многих случаях применяются конструкции с якорем, имеющим черты как втягивающегося, так и внешнего притягивающегося (рисунок 10.4 в)

Формы конструктивного выполнения электромагнитов переменного тока ограничены из-за необходимости выполнять их магнитопроводы шихтованными из тонких листов электротехнической стали. Последнее диктуется стремлением свести к минимуму потери на вихревые токи. С этой же целью, а также для уменьшения потерь на гистерезис приходится применять специальные технологические приемы при изготовлении электромагнитов, что в свою очередь также сказывается на их конструкции.

Электромагниты различают также по ряду других признаков:

v по способу включения обмоток — с параллельными и последовательными обмотками;

v по характеру работы — работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах;

v по скорости действия — быстродействующие и замедленного действия и т. д.

Магнитные материалы и их характеристики. Применение в электромагнитах.

Для изготовления магнитопроводов электромагнитов применяют- ся магнитно-мягкие материалы. Они характеризуются высокой проницаемостью в слабых и средних полях и низкой коэрцитивной силой. Для них, как впрочем и для всех ферромагнитных материалов, характерным является зависимость намагниченности от температуры и наличие определенной температуры (точка Кюри) в пределах твердого состояния, при которой материал становится немагнитным.

а) Характеристика магнитного состояния.Для ферромагнитных материалов связь между магнитной индукцией и напряженностью поля не является однозначной. Она зависит от предыдущего магнитного со стояния и определяется точка- ми, находящимися внутри предельной петли магнитного гистерезиса (рисунок 10.5).

Рисунок 10.5 — Петли магнитного гистерезиса

Если в первоначально размагниченном образце увеличивать напряженность по- ля, то индукции будет возрастать по кривой первоначального намагничивания (кривая 1, рисунок 10.5). При циклическом изменении напряженности поля между равными по величине положительными и отрицательными значениями Н индукция будет следовать так называемым симметричным или основным петля магнитного гистерезиса, конфигуация которых для данного — материала определяется пределами изменения напряженности поля.

Кривая, идущая от начала координат и соединяющая вершины основных петель, Рисунок 10.5. Петли магнитного гисерезиса ферромагнитного материала называется основной или коммутационной — кривой намагничивания (кривая 2 рисунок 10.5).

В электромагнитах, работающих при переменном магнитном потоке, происходит непрерывное циклическое перемагничивание. Поэтому магнитное состояние их магнитопровода определяет именно ком- мутационная кривая намагничивания, причем небезразлично, каким образом эта кривая снята: коммутационным методом на постоянном токе или на переменном. При расчетах тех или иных магнитов следует пользоваться данными, полученными для магнитов постоянного или переменного тока.

В тех случаях, когда напряженность поля, имея постоянную составляющую, меняется в небольших пределах, изменение индукции происходит по малому ч частному циклу — гистерезиса. В этом случае связь между индукцией и напряженностью поля может быть приближенно выражена через среднюю проницаемость в частном цикле:

μΔ= где ΔΒ и ΔΗ — приращения индукции и напряженности, определяю- щие частный цикл. Ее величина в каждой точке нормальной кривой меньше проницаемости μ, и зависит от величины смещающего поля и величины ΔΗ. Предел, к которому стремится μΔ при уменьшении ΔΗ до нуля, называется обратимой проницаемостью μΔ.

Также у материалов для магнитов на переменном токе учитываются еще

б)Потери на перемагничивание.При перемагничивании (изменении магнитного состояния) образца из ферромагнитного материала затрачивается определенная энергия, выделяющаяся в виде тепла. Энергия, выделяющаяся за один цикл перемагничивания, характеризуется площадью, заключенной внутри соответствующей петли маг- нитного гистерезиса.

в) Потери от вихревых то- ков и общие потери.При переменном магнитном поле в ферромагнетике кроме потерь, связанных с гистерезисом, возни- кают также потери из-за вихре- вых токов. Эти токи появляются под действием э. д. с., на- водимой переменным магнитным потоком в ферромагне- тике. Для снижения потерь от вихревых токов магнитопровод приходится делать шихтованным, т. е. выполнять из набора тонких пластин, изолированных в электрическом отношении друг от друга. Если пластины тонкие, то можно считать, что магнитный поток по их толщи- не распределен равномерно, а контуры вихревых токов имеют стороны, параллельные сторонам по- перечного сечения пластины. Магнитные материалы, применяемые в электрома- гнитах. При изготовлении магнитопроводов электромагнитов постоянного и переменного тока находят применение низкоуглеродистые электротехнические стали, кремнистые электротехнические стали, качественные конструкционные стали с содержанием углерода до 0,2 — 0,25%, стальное литье, чугуны, специальные железоникелевые и железокобальтовые стали. Для магнитопроводов электромагнитов высокочувствительных электромагнитных устройств применяются железоникелевые сплавы, обладающие очень малой коэрцитивной силой (0,01 — 0,1 а/см) и чрезвычайно высокой проницаемостью в слабых полях ( доходит до 300000). Недостатком этих сплавов являются сравнительно низкая ин- дукции насыщения (7000 — 10000 гс) и большая чувстви- тельность к механическим воздействиям. Появляющийся в этом случае наклеп приводит к сильному ухудшению магнитных свойств. Низкоуглеродитые электротехнические стали (ма- рок Э, А и т. п.), содержащие углерод в количестве до 0,04% и выпускаемые в виде листов и прутков, наиболее часто применяются для изготовления маломощных электромагнитов. Они имеют незначительную коэрцитивную силу (0,3 — 1,2 а/см) при высокой проницаемости ( оходит до 6000) и индукции насыщения до 21400 гс. Благодаря этому можно допускать значительно большие значения индукции, чем при применении железоникелевых сплавов, что существенно в электромагнитах на большие рабочие усилия.

Читайте также:  Как проверить потребление тока в машине

При отсутствии жестких требований к значениям Нс и , например в силовых электромагнитах, электромагнитах многих коммутационных аппаратов и реле управления, для изготовления магнитопроводов применяют качественные конструкционные стали (марок 0; 1; 2 и тонко листовые 0,5; 0,8; 10; 15 и 20), имеющие при соответствующей термической обработке коэрцитивную силу от 0,7 до 3,5 а/см и максимальную проницаемость 2000— 4000.

В некоторых случаях, особенно для больших электромагнитов, из технологических соображений части магнитопроводов выполняются из стального литья и чугуна, обладающих сравнительно низкими магнитными свойствами. При обычном изготовлении стальные и чугунные отливки не подвергаются дополнительной термической обработке, однако отжиг может значительно улучшить их магнитные свойства. Кремнистые стали (марок Э11, Э21 и др.) применяют для изготовления магнитопроводов быстродействующих электромагнитов постоянного тока. Обладая высокими магнитными свойствами (Нс =0,2 — О,7 а/см =5000 — 10000 и ВS=19200 — 21000 гс) они имеют в не- сколько раз меньшую электропроводность, что приводит к снижению вихревых токов и, следовательно, уменьшает их влияние на скорость срабатывания электромагнита. Они также широко применяются в электромагнитах переменного тока.

С точки зрения снижения габаритов и веса электромагнитов, что особенно существенно для многих случаев их специального применения, большой интерес представляют сплавы железа с кобальтом (типа пермендюр) вследствие их большой индукции насыщения (ВS =23600 гс) при до- статочно низкой коэрцитивной силе (1,2 — 1,6 а/см) и вы- сокой проницаемости ( достигает 4500) .

Для изготовления магнитопроводов электромагнитов, работаю- щих при переменном магнитном потоке, применяют почти исключи- тельно кремнистые электротехнические стали. Им присущи малые потери на гистерезис благодаря незначительной — коэрцитивной силе и низкие потери на вихревые токи благодаря повы- шенному удельному электрическому сопротивлению. Для снижения потерь на вихревые токи магнитопроводы изготовляются в виде тон- ких листов толщиной от 0,1 до 1 м и.

Химический состав и свойства этих сталей нормируются ГОСТ 802-54, который включает 28 марок. Основное различие между ними, определяющее их свойства, заключается в содержании кремния и ха- рактере механической обработки (прокатки) в процессе производства листов.

Увеличение содержания кремния приводит к повышению магнит- ной проницаемости в слабых и средних полях, снижению потерь и коэрцитивной силы. Однако при этом повышается твердость и хруп- кость материала, что затрудняет изготовление из него деталей.

Железноникелевые стали, обладающие весьма высокой начальной и максимальной проницаемостью, малыми потерями и низкими значениями коэрцитивной силы, для электромагнитов применяются только в исключительных случаях, когда требуется особо высокая чувствительность. Вообще же из-за низкой индукции насыщения их использование в электромагнитах, как правило, нецелесообразно.

Источник

Электромагниты постоянного тока

Прежде чем рассматривать электромагниты постоянного тока, необходимо выяснить принцип их работы. Основой всех электромагнитов является соленоид, представляющий собой катушку с намотанными вплотную витками. Длина любого соленоида значительно превышает его диаметр.

Принцип действия

Простейший электромагнит получается в том случае, когда внутрь соленоида помещается стальной сердечник, а через витки пропускается электрический ток. В результате, происходит намагничивание сердечника, который приобретает свойства постоянного магнита. Таким образом, получается электромагнит, в котором стальной сердечник, при отсутствии электрического тока, полностью размагничивается.

Электромагниты постоянного тока

Магнитное поле, создаваемое электромагнитом, значительно выше поля соленоида. В данном случае, поле сердечника накладывается на поле соленоида и, в конечном итоге, совместное магнитное поле, полученное при воздействии электрического тока, существенно возрастает.

Данное изобретение широко используется в электротехнике в качестве электромагнитов постоянного тока. Основное применение эта конструкция нашла в исполнительных механизмах, чаще всего, в тормозных устройствах различных подъемных механизмов.

Устройство электромагнита постоянного тока

На практике, существуют электромагниты постоянного тока с магнитопроводящим корпусом, имеющем фланцы. В корпусе устанавливается катушка, внутри которой размещаются два якоря. Якорные полюса имеют форму усеченного конуса, позволяющую им взаимодействовать между собой. От катушки и фланцев якоря отделяются. Они оборудованы тягами, имеющими на концах шаровые соединения, обеспечивающие связь с внешними нагрузками.

В дополнение ко всему, электромагнит имеет два ограничителя, расположенные на якорях. Эти ограничители обеспечивают соприкосновение якорей между собой в определенной точке, при их движении навстречу друг другу. Дополнительное отделение якорей от катушки и фланцев производится при помощи специальных гильз, изготовленных из немагнитных материалов.

Дополнительные конструкции электромагнита

В большинстве конструкций совпадение якорей по осям обеспечивается с помощью центрирующего узла, представляющего собой вал из немагнитных материалов. Один конец данного вала жестко закрепляется в осевом отверстии первого якоря и имеет возможность перемещаться вдоль. Другой конец вала устанавливается в осевое отверстие второго якоря с применением подшипников скольжения.

Данная конструкция недостаточно надежна, поскольку существует возможность заклинивания свободного конца вала из-за попадания посторонних предметов. Эту проблему решают электромагниты постоянного тока, применяемые в центрирующем узле и обеспечивающие надежную работу вала при заклинивании одного из его концов.

Источник