Файл: Кукушкин В.К. Электромагнитные реле постоянного тока учебное пособие.pdf

. FH —намагничивающая сила только рабочего воз­ душного зазора.

Основным условием существования формулы (2.53) явля­ ется условие сохранения постоянным потокосцепления, что при отсутствии потоков рассеяния равносильно сохранению постоянным потока в магнитной цепи реле. В этом случае проводимость gc , включающая в себя нелинейную прово­

димость участков стали и нерабочих воздушных зазоров, будет постоянной только тогда, когда нерабочие воздуш­ ные зазоры не изменяются с изменением рабочего. При условии сохранения постоянной gc остается постоянной и

намагничивающая сила Fc . Следовательно, из (2.54) полу­ чим

Учитывая это, а также постоянство потока по всей маг­ нитной цепи вследствие отсутствия рассеяния, из (2.53) будем иметь

Ф

^в

Г dFB

о

Намагничивающая сила воздушного зазора связана с его проводимостью известным соотношением

С учетом этого получим

Проводимость воздушного зазора является функцией только перемещения якоря. Следовательно,

48

определяется магнитными характеристиками только рабо­ чего воздушного зазора. Таким образом, условие отсут­ ствия потоков рассеяния, принятое ранее, может быть снято при использовании этих формул. Оно было нужно только для облегчения их вывода.

При малом воздушном зазоре (рис. 2.7), когда магнит­ ное поле в нем можно считать однородным, выражение электромагнитной силы принимает более простой вид.

В этом случае проводимость воздушного зазора опре­ деляется следующим выражением:

(2.62)

о

где р0 — магнитная постоянная;

S — площадь поперечного сечения воздушного зазо­ ра;

8 — величина воздушного зазора.

Учитывая, что при выбранной системе отсчета

dO S

где Вв — индукция в воздушном зазоре. Тогда будем иметь

Важнейшей характеристикой электромагнитных нейт­ ральных реле является электромеханическая (тяговая) ха­ рактеристика, выражающая зависимость электромагнитной силы (или момента) от перемещения (или угла поворота)

якоря / э (х). Тот или иной

вид этой характеристики определяется магнитной си­ стемой и соотношением от­ дельных ее частей.

На рис. 2.8 представлен примерный вид электромеха­ нической характеристики реле клапанного типа, изображен­ ного на рис. 1.1. Как видно из рисунка, характеристика у-э (х) резко вырастает в кон­

висит от относительной длины стопа (т. е. неподвижного полюса), а также от формы полюсных окончаний. При на­ личии стопа небольшой длины (меньше половины длины катушки) можно получить характеристику, соответствую­ щую кривой 1 (рис. 2.9). В том случае, когда стоп имеет высоту порядка половины длины катушки, зависимость / э(х)

50

а

тромагнитная сила почти не изменяется (кривая 1, рис. 2.10).

Рис. 2.9.

В том случае, когда якорь и полюса очерчены по архи­ медовой спирали (т. е. по кривой, описываемой точкой, движущейся с постоянной скоростью по лучу, который вращается вокруг некоторой точки с постоянной угловой скоростью), зазор изменяется по закону прямой линии. При этом электромагнитная сила изменяется по закону кривой 2.

При изменении зазора по параболе сила возрастает еще более резко (кривая 3).

Получение различных электромеханических характери­ стик путем очерчивания поверхностей полюсов и якоря сложными кривыми не является удобным методом. Гораз­ до более простым способом изменения тяговой характери­ стики реле с поворотным якорем как в конструктивном, так и в производственном отношениях .является выполнение пвлюсов и якоря с цилиндрическими поверхностями, повер­ нутыми под определенным углом |3 (рис. 2.11).

На рис. 2.12 показаны электромеханические характери­ стики в случае различных значений^. Как видно из рис.2.12, изменяя угол (3 от 0 до 90°, можно получить самые разно­ образные законы изменения тяговых характеристик.

51

Для обеспечения срабатывания нейтрального электро­ магнитного реле его электромеханическая характеристика должна проходить во всех точках выше характеристики

противодействующих сил (кривая 1, рис. 2.13). И только в предельном случае электромеханическая характеристика может касаться характеристики противодействующих сил (кривая 3) в одной или нескольких точках (кривая 2).

В случае пересечения кривых якорь может на­ чать движение и оста­ новиться, пройдя лишь часть своего нормально­ го перемещения. Для обеспечения отпускания реле электромеханиче­ ская хара к т е р и с т и к а всеми своими точками должна лежать ниже ха­ рактеристики противо­ действующих сил (кри­ вая 4). В противном слу­ чае якорь может начать

52

свое возвратное движение и остановиться, не дойдя до исходного положения.

2.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА ПОЛЯРИЗОВАННОГО РЕЛЕ

Выше были получены выражения электромагнитной си­ лы поляризованного электромагнитного реле при двух раз­ личных режимах его работы.

При условии фу [iy , х) = const электромагнитная сила определялась формулой (2.27)

а при условии L (фу , x:)=cotist ее выражение имело вид (2.39)

1У

о

Отмечалась также идентичность тех составляющих электромагнитной силы, которые определяются первыми и последними членами правых частей этих выражений. Кроме того, при анализе электромагнитной силы нейтрального ре­ ле были показаны сущность и различие тех составляющих усилия, которые определяются средними членами. Оказа­ лось что без большой погрешности в нейтральных реле эти составляющие можно считать равными, поскольку они оп­ ределяют ту силу, которая создается только потоком, образуе­ мым током рабочей обмотки.

Таким образом, электромагнитная сила поляризованного реле является алгебраической суммой трех составляющих:

*) Вследствие принятых допущений изменение энергии поляризу­ ющего поля связано только с изменением положения якоря. Следова­

тельно,

dWn (х ) _ dWn (х)

d x d x

53