Caracteristicile electromecanice ale electromagnetilor

Caracteristicile electromecanice ale electromagnetilor

Caracteristicile electromecanice stabilesc dependenta dintre forta activa, Fa, dezvoltata de un electromagnet si valorile intrefierului de lucru, , aflate in intervalul f, i], unde f reprezinta intrefierul final, corespunzator pozitiei ocupate de armatura mobila cu miscare de translatie dupa actionare, iar i valoarea initiala a intrefierului, obtinuta prin revenirea armaturii mobile, dupa intreruperea excitatiei bobinei electromagnetului. Pentru electromagnetii avand armatura mobila cu miscare de rotatie, caracteristicile electromecanice sunt functii de forma Ma=Ma( ), Ma fiind cuplul activ dezvoltat de electromagnet iar f, i]-intrefierul unghiular de lucru, avand valorile i-initiala, respectiv f-finala. Caracteristicile electromecanice pot fi statice sau dinamice, dupa cum sunt determinate in conditiile d /dt=d /dt=0, respectiv d /dt 0, d /dt . In Fig.5.9a sunt date caracteristicile electromecanice statice pentru electromagneti de curent continuu (curbele 1, 2) respectiv de curent alternativ (curba 3). Caracteristica electromecanica statica teoretica, proprie unui electromagnet de curent continuu este reprezentata prin curba 1, Fig.5.9a; Fai, Faf sunt valorile initiala, respectiv finala ale fortei active, corespunzatoare valorilor i, f ale intrefierului de lucru. Deoarece la actionare, prin scaderea valorilor intrefierului , punctul de functionare se deplaseaza pe caracteristica de magnetizare spre portiuni corespunzatoare saturatiei miezului feromagnetic, reluctantele traseelor prin fier cresc, limitand astfel cresterea valorilor fluxului magnetic util, . In aceste conditii, Fig.5.9a, caracteristica electromecanica statica reala, curba 2, se situeaza sub cea teoretica, 1. Specifica functionarii electromagnetilor de c.c. este variatia in limite largi a valorilor fortei active, raportul Faf/Fai atingand valori de 1015. Deoarece fluxul magnetic util, , este limitat prin valorile intrefierului de lucru , electromagnetii de curent continuu sunt utilizati obisnuit pentru a dezvolta forte active de valori mari, de-a lungul unor deplasari totale de lungime mica (sub 10 mm). Electromagnetii monofazati de curent alternativ dezvolta o forta activa pulsatorie, avand valoarea de varf si valoarea medie slab dependente de intrefierul de lucru. In aceste conditii, caracteristica electromecanica statica a acestora are alura din Fig.5.9a, curba 3. Cresterea usoara a fortei active, obtinuta la scaderea valorilor intrefierului de lucru, se explica prin scaderea valorilor factorului de dispersie d. Dependenta slaba a fortei active de intrefierul de lucru permite functionarea avantajoasa a electromagnetilor de curent alternativ si la valori mari ale intrefierului initial, i=2550 mm. In functionare, valorile finale ale intrefierului de lucru trebuie sa fie cat mai mici, pentru a limita intensitatea curentului absorbit de bobina, dependenta in limite largi de intrefier. In acest scop, suprafetele polare ale electromagnetilor de curent alternativ se supun unor operatii tehnologice de rectificare. Pentru actionarea sigura a electromagnetilor este necesara corelarea caracteristicilor electromecanice statice, cu caracteristicile fortei sau ale cuplului rezistent, Fr( ), Mr( . Acestea sunt de obicei lineare, Fig.5.9a curba 4, sau lineare pe portiuni. Prin proiectare si executie se asigura conditia de actionare, care consta in situarea caracteristicii electromecanice deasupra caracteristicii fortelor rezistente, oricare ar fi valoarea intrefierului de lucru. Caracteristicile electromecanice dinamice ale electromagnetilor stabilesc dependenta dintre valorile momentane ale fortelor active, fa si cele ale intrefierului de lucru, pe durata deplasarii armaturii mobile, la actionare. In Fig.5.9b sunt date, pentru comparatie, caracteristicile electromecanice dinamica, 1, respectiv statica, 2, calculate pentru un electromagnet de curent continuu. Desi proiectarea electromagnetilor se efectueaza pe baza caracteristicilor electromecanice statice, caracteristicile electromecanice dinamice reflecta mult mai bine realitatea, deoarece regimul de functionare al unui electromagnet pe durata actionarii este dinamic si nu permanent. Utilizarea in calcule a caracteristicilor electromecanice dinamice ofera posibilitatea elaborarii unor procedee de proiectare optimala a electromagnetilor. Astfel, respectarea conditiei:

Fai, Fri fiind valorile initiale ale fortelor activa respectiv rezistenta, Fig.5.9a, necesara pentru asigurarea pornirii, la actionare, a armaturii mobile, conduce la obtinerea unor valori finale ale acelorasi forte, Faf>>Frf. Consumul propriu, inutil de mare in acest caz, impune limitarea intensitatii curentului absorbit de bobina, obtinuta prin inserierea cu aceasta, dupa actionarea electromagnetului, a rezistentei economizoare.