Замедление и ускорение действия электромагнита

Рис. 1.2.5. Схемы замедления срабатывания электромагнитов

Во многих случаях бывает необходимо замедлить или ускорить действие электромагнита постоянного тока. В электромагнитных механизмах выдержку времени можно получить с помощью самого электромагнита или дополнительных специальных устройств (демпферов, часовых механизмов и т. п.). В обоих случаях используются факторы, влияющие на процессы изменения тока и движения якоря.

На время движения якоря оказывают влияние величина хода, масса движущихся частей, взаимное расположение статической характеристики тяговых усилий и кривой зависимости противодействующих сил от положения якоря. Уменьшая ход, противодействующие силы и массу, можно снизить время движения якоря, и наоборот.

Замедление действия электромагнита может быть достигнуто путем увеличения эквивалентной постоянной времени самого электромагнита, использования в схеме электромагнита специальных элементов, которые замедляют нарастание тока в катушке электромагнита, и применения механизма выдержки времени, влияющего на время движения подвижных частей электромагнитного механизма.

На рис. 1.2.5 приведены схемы, позволяющие получить замедление отпускания якоря.

На схеме, представленной на рис. 1.2.5, а, отключение электромагнита осуществляется путем закорачивания его обмотки. При этом одновременно создается замкнутый контур и для свободного тока. Последовательно с обмоткой электромагнита в схему должен включаться защитный резистор.

В схеме, приведенной на рис. 1.2.5, б, параллельно с обмоткой включается емкость, создающая путь для тока в переходном режиме после отключения обмотки, задерживая тем самым спадание потока. Выдержка времени при такой схеме зависит от соотношения параметров обмотки и емкости.

Рис. 1.2.6. Схемы ускорения срабатывания электромагнитов

Широко применяется замедление действия электромагнита при помощи короткозамкнутого витка, имеющего малое электрическое сопротивление (рис. 1.2.5, в). Для увеличения эффективности действия короткозамкнутого витка он обычно выполняется в виде сплошной медной гильзы 1, насаживаемой на сердечник электромагнита. Наведенные в ней токи препятствуют изменению МДС и тем самым замедляют изменение потока. Короткозамкнутый виток замедляет нарастание потока при включении электромагнита и еще в большей степени спадание потока при отключении электромагнита, так как при отключении обмотки переходный процесс происходит при притянутом якоре, когда индуктивность системы больше.

Ускорение действия электромагнита может быть получено на самом электромагните или благодаря применению специальных схем.

В быстродействующих электромагнитах наличие короткозамкнутых обмоток, металлических каркасов катушек и любых других путей для прохождения вихревых токов является недопустимым, так как все это влечет за собой увеличение времени срабатывания.

Для снижения влияния вихревых токов магнитопроводы быстродействующих электромагнитов часто выполняют шихтованными. Кроме того, для быстродействующих электромагнитов характерным является такой выбор параметров, при которых тяговая сила электромагнита при начальном зазоре и установившемся токе в несколько раз превосходит противодействующую силу. Специальные схемы, применяемые для уменьшения времени срабатывания, ускоряют нарастание МДС электромагнита при его включении и ее спадание при отключении, уменьшая тем самым время трогания.

На рис. 1.2.6 приведены примеры схем, позволяющие получить ускорение срабатывания электромагнитов. При последовательном включении катушки и резистора (рис.1.2.6, а) уменьшается постоянная времени всей цепи, ускоряется действие электромагнита. При этом катушка рассчитывается на часть напряжения сети.

Большое ускорение может дать схема, представленная на рис. 1.2.6, б. В ней обмотка электромагнита включена последовательно с контуром, состоящим из параллельно включенных емкости и резистора. В первый момент после включения емкость как бы шунтирует резистор. При этом почти все напряжение сети оказывается приложенным к катушке, рассчитанной в установившемся режиме только на часть напряжения. Этим ускоряется нарастание тока в катушке и уменьшается время срабатывания электромагнита. Установившееся значение тока не меняется, оно определяется лишь омическим сопротивлением цепи.