พารามิเตอร์และคุณลักษณะของแม่เหล็กไฟฟ้า

ลักษณะพื้นฐานของแม่เหล็กไฟฟ้า

ที่พบมากที่สุดคือลักษณะไดนามิกที่อธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงใน n c. แม่เหล็กไฟฟ้าในกระบวนการทำงานเนื่องจากการกระทำของ EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองและการเคลื่อนที่ และยังคำนึงถึงแรงเสียดทาน การหน่วง และความเฉื่อยของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

สำหรับบางชนิด แม่เหล็กไฟฟ้า (แม่เหล็กไฟฟ้าความเร็วสูง เครื่องสั่นแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ) จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับลักษณะไดนามิก เนื่องจากมีเพียงความรู้เหล่านี้เท่านั้นที่บ่งบอกลักษณะกระบวนการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าว อย่างไรก็ตาม การได้รับคุณสมบัติแบบไดนามิกนั้นต้องใช้การคำนวณจำนวนมาก ดังนั้น ในหลายกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่จำเป็นต้องระบุเวลาเดินทางที่ถูกต้อง จึงจำกัดเฉพาะการรายงานลักษณะคงที่

จะได้ลักษณะคงที่หากเราไม่คำนึงถึงผลกระทบต่อวงจรไฟฟ้าของ EMF ด้านหลังที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ของกระดองของแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เราถือว่ากระแสในขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงและเท่ากัน ตัวอย่างเช่น กับกระแสการทำงาน

ลักษณะที่สำคัญที่สุดของแม่เหล็กไฟฟ้าจากมุมมองของการประเมินเบื้องต้นมีดังต่อไปนี้:

1. ลักษณะคงที่ของแรงดึงของแม่เหล็กไฟฟ้า... แสดงถึงการพึ่งพาของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตำแหน่งของกระดองหรือช่องว่างการทำงานสำหรับค่าคงที่ต่างๆ ของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดหรือกระแสในขดลวด:

Fe = f (δ) ที่ U = คงที่

หรือ Fe = f (δ) ใน I= const

ข้าว. 1. โหลดแม่เหล็กไฟฟ้าประเภททั่วไป: a - กลไกการล็อค, b - เมื่อยกของโหลด, c - ในรูปแบบของสปริง, d - ในรูปแบบของชุดสปริงอินพุต, δn - การกวาดล้างเริ่มต้น, δk เป็นขั้นสุดท้าย การกวาดล้าง.

2. ลักษณะของแรงต้าน (โหลด) ของแม่เหล็กไฟฟ้า... แสดงถึงการพึ่งพาอาศัยกันของแรงตรงข้าม (ในกรณีทั่วไป ลดลงถึงจุดที่ใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้า) บนช่องว่างการทำงาน δ (รูปที่ 1 ): Fn = ฉ (δ)

การเปรียบเทียบลักษณะที่ตรงกันข้ามและการยึดเกาะทำให้สามารถสรุปผล (เบื้องต้นโดยไม่คำนึงถึงไดนามิก) เกี่ยวกับความสามารถในการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้า

เพื่อให้แม่เหล็กไฟฟ้าทำงานได้ตามปกติ จำเป็นต้องมีลักษณะการลากในช่วงทั้งหมดของการเปลี่ยนแปลงในเส้นทางของกระดองที่อยู่เหนือสิ่งตรงข้าม และสำหรับการปล่อยที่ชัดเจน ในทางตรงกันข้าม ลักษณะการลากจะต้องผ่านด้านล่าง ตรงกันข้าม (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. ต่อการประสานกันของคุณลักษณะของกองกำลังที่แข็งขันและฝ่ายตรงข้าม

3. ลักษณะโหลดของแม่เหล็กไฟฟ้า... คุณลักษณะนี้เกี่ยวข้องกับค่าของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดหรือกระแสในนั้นด้วยตำแหน่งคงที่ของกระดอง:

Fe = f (u) และ Fe = f (i) ใน δ= const

4.การทำงานที่เป็นประโยชน์ตามเงื่อนไข แม่เหล็กไฟฟ้า... ถูกกำหนดเป็นผลคูณของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่สอดคล้องกับช่องว่างการทำงานเริ่มต้นตามค่าของจังหวะกระดอง:

Wny = Fn (δn — δk) ใน Аz= const

ค่าของการทำงานที่เป็นประโยชน์ตามเงื่อนไขสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าที่กำหนดคือฟังก์ชันของตำแหน่งเริ่มต้นของกระดองและขนาดของกระแสในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ในรูป 3 แสดงลักษณะของแรงดึงสถิต Fe = f (δ) และเส้นโค้ง Wny = Fn (δ) แม่เหล็กไฟฟ้า พื้นที่แรเงาเป็นสัดส่วนกับ Wny ที่ค่า δn นี้

ข้าว. 3… การทำงานที่มีประโยชน์ตามเงื่อนไขของแม่เหล็กไฟฟ้า

5. ประสิทธิภาพเชิงกลของแม่เหล็กไฟฟ้า — ค่าสัมพัทธ์ของงานที่เป็นประโยชน์แบบมีเงื่อนไข Wny เทียบกับค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ (สอดคล้องกับพื้นที่แรเงาที่ใหญ่ที่สุด) Wp.y m:

ηขน = Wny / Wp.y m

เมื่อคำนวณแม่เหล็กไฟฟ้า ขอแนะนำให้เลือกระยะห่างเริ่มต้นในลักษณะที่แม่เหล็กไฟฟ้าให้การทำงานที่เป็นประโยชน์สูงสุด เช่น δn สอดคล้องกับ Wp.ym (รูปที่ 3)

6. เวลาตอบสนองของแม่เหล็กไฟฟ้า — เวลาตั้งแต่วินาทีที่สัญญาณถูกส่งไปยังขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้าจนถึงการเปลี่ยนกระดองในตำแหน่งสุดท้าย สิ่งอื่นทั้งหมดที่เท่ากัน นี่คือฟังก์ชันของแรงต่อต้านเริ่มต้น Fn:

TSp = f (Fn) ที่ U = คงที่

7. ลักษณะการทำความร้อนคือการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อนของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าตามระยะเวลาของสถานะเปิด

8. Q-factor ของแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนของมวลของแม่เหล็กไฟฟ้าต่อมูลค่าของงานที่เป็นประโยชน์ตามเงื่อนไข:

D = มวลของแม่เหล็กไฟฟ้า / Wpu

9.ดัชนีความสามารถในการทำกำไรซึ่งเป็นอัตราส่วนของพลังงานที่ใช้โดยขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าต่อมูลค่าของงานที่เป็นประโยชน์ตามเงื่อนไข:

E = กำลังไฟฟ้าที่ใช้ / Wpu

คุณลักษณะทั้งหมดเหล่านี้ทำให้สามารถสร้างความเหมาะสมของแม่เหล็กไฟฟ้าที่กำหนดสำหรับเงื่อนไขการทำงานบางประการได้

พารามิเตอร์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

นอกเหนือจากคุณสมบัติข้างต้นแล้ว เราจะพิจารณาพารามิเตอร์หลักบางประการของแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

ก) พลังงานที่แม่เหล็กไฟฟ้าใช้ไป... พลังงานที่จำกัดที่แม่เหล็กไฟฟ้าใช้สามารถถูกจำกัดได้ทั้งโดยปริมาณความร้อนที่อนุญาตของขดลวดและในบางกรณีโดยเงื่อนไขของวงจรไฟฟ้าของขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้า

ตามกฎแล้วสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้ากำลัง ข้อจำกัดคือการให้ความร้อนระหว่างช่วงเปิดสวิตช์ ดังนั้นปริมาณความร้อนที่อนุญาตและการบัญชีที่ถูกต้องจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการคำนวณเช่นเดียวกับแรงและระยะชักของกระดอง

ทางเลือกของการออกแบบที่มีเหตุผลทั้งในแง่แม่เหล็กและเชิงกลตลอดจนในแง่ของคุณสมบัติทางความร้อนทำให้สามารถได้รับการออกแบบที่มีขนาดและน้ำหนักขั้นต่ำภายใต้เงื่อนไขบางประการและราคาต่ำสุด การใช้วัสดุแม่เหล็กขั้นสูงและลวดม้วนยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ

ในบางกรณี แม่เหล็กไฟฟ้า (สำหรับ รีเลย์หน่วยงานกำกับดูแล ฯลฯ) ได้รับการออกแบบบนพื้นฐานของความพยายามสูงสุด เช่น การใช้พลังงานขั้นต่ำสำหรับการดำเนินการที่เป็นประโยชน์ที่กำหนด แม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวมีลักษณะเป็นแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงกระแทกที่ค่อนข้างเล็กและชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเบาความร้อนของขดลวดต่ำกว่าที่อนุญาต

ในทางทฤษฎี พลังงานที่ใช้โดยแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถลดลงได้ตามอำเภอใจโดยการเพิ่มขนาดของขดลวดให้สอดคล้องกัน ในทางปฏิบัติ ขีดจำกัดนี้ถูกสร้างขึ้นโดยความยาวที่เพิ่มขึ้นของการหมุนเฉลี่ยของขดลวดและความยาวของเส้นศูนย์กลางของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ซึ่งส่งผลให้การเพิ่มขนาดของแม่เหล็กไฟฟ้ากลายเป็นสิ่งที่ไม่มีประสิทธิภาพ

b) ปัจจัยด้านความปลอดภัย… ในกรณีส่วนใหญ่ n. v. การเริ่มต้นสามารถถือว่าเท่ากับ n. ค. การสั่งงานของแม่เหล็กไฟฟ้า

ความสัมพันธ์ของ n ค. สอดคล้องกับค่าคงที่ของกระแส, k n. ด้วยการกระตุ้น (NS ที่สำคัญ) (ดูรูปที่ 2) เรียกว่าปัจจัยด้านความปลอดภัย:

ks = Azv / AzSr

ปัจจัยด้านความปลอดภัยของแม่เหล็กไฟฟ้า ตามเงื่อนไขความน่าเชื่อถือ จะถูกเลือกมากกว่าหนึ่งเสมอ

v) พารามิเตอร์ทริกเกอร์คือค่าต่ำสุดของ n c. กระแสหรือแรงดันที่แม่เหล็กไฟฟ้าทำงาน (ย้ายกระดองจาก δn ไป δDa se)

G) ปล่อยพารามิเตอร์ — ค่าสูงสุดของ n ตามลำดับ s กระแสหรือแรงดันที่กระดองของแม่เหล็กไฟฟ้ากลับสู่ตำแหน่งเดิม

e) เปอร์เซ็นต์ของผลตอบแทน… อัตราส่วนของ n.c ที่กระดองกลับสู่ตำแหน่งเดิม ต่อ n c. การกระตุ้นเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การย้อนกลับของแม่เหล็กไฟฟ้า: kv = Азv / АзСр

สำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นกลาง ค่าสัมประสิทธิ์ของผลตอบแทนจะน้อยกว่าหนึ่งเสมอ และสำหรับการออกแบบที่แตกต่างกัน ค่าดังกล่าวอาจอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.9 ในขณะเดียวกัน การบรรลุค่าที่ใกล้เคียงกับขีดจำกัดทั้งสองก็ยากพอๆ กัน

ค่าสัมประสิทธิ์ของผลตอบแทนมีความสำคัญมากที่สุดเมื่อลักษณะตรงกันข้ามใกล้เคียงกับลักษณะการดึงของแม่เหล็กไฟฟ้ามากที่สุด การลดจังหวะโซลินอยด์ยังช่วยเพิ่มอัตราการไหลกลับอีกด้วย