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.
