30. Электромагниты: расчет и конструирование. Теория подобия магнитных систем

Что касается электромагнитов как приборов, то их применяют в качестве коммутирующих устройств, в виде реле и удерживающих устройств.

Электромагнит-реле – устройство, которое состоит из постоянного электромагнита, из контактов для замыкания—размыкания, а также из обмотки возбуждения. Электромагнит срабатывает, замыкает или размыкает, в зависимости от появления тока в возбуждающей обмотке.

Для того, чтобы приводить в действие более мощные реле, для формирования выдержки времени, кодов и в других целях, нецелесообразно использовать только одно реле, для этого применяют как бы каскад из электромагнитных реле с различной мощностью.

Первичное реле – это то, которое срабатывает от первичного управляющего сигнала.

Вторичное реле служит для усиления сигнала первичного реле, для других целей. Можно использовать и следующие по порядку электромагнитные реле.

В конце каскада находится исполнительное реле, которое и управляет объектом, его выходной сигнал достаточен для этого. Реле, которое находится между исполнительным устройством и первичным реле, называется промежуточным: оно усиливает слабый выходной сигнал от первого реле до величины, достаточной для возбуждения обмотки исполнительного реле.

Если реле возбуждается при большем токе, чем задан, то его называют максимальным реле. Если наоборот, то минимальным. Если реле срабатывает по знаку или фазе управляющего сигнала, то его называют реле направленного действия.

Как достичь коммутации для требуемых мощностей, объяснено выше: путем усиления слабого сигнала через промежуточное реле.

Кроме вопроса коммутации мощности, существует вопрос о времени срабатывания электромагнитных устройств. Время срабатывания бывает на отключение и включение и обозначает.

t_с = t_тр + t_дв

Основные теоремы теории подобия магнитных систем.

Эти теоремы следующие.

1. Если две и более магнитные системы одинаковы по геометрии, то они имеют одинаковые конфигурации магнитных полей.

2. Если изменить конфигурацию магнитной системы в n раз, то, во-первых магнитный поток изменится в n2 раз, но напряженность магнитного поля и магнитная индукция не изменятся; во-вторых, изменение тока в n раз приводит к увеличению плотности тока во столько же раз и к уменьшению во столько же раз выделения тепла, теплоотдачи, условий охлаждения. В третьих, увеличение тока в n раз вызывает уменьшение плотности тока в магнитной системе во столько же раз, увеличение тех же параметров, которые перечислены выше (тепло и теплоотдача) во столько же раз.

3. Если увеличить геометрические размеры электромагнита в n раз, оставив неизменным условие охлаждения и число витков в обмотке, то при увеличении тока в vn³ раз напряженность поля Н и магнитная индукция В возрастут в n² раз, потребляемая мощность – в n² раз, а насыщение магнитного поля не наступит.