РАЗДЕЛ 2
НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИВОДНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА В
КОНТАКТОРАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
2.1. Электромагнит постоянного тока с поперечным движением якоря
c ферромагнитными шунтами в рабочих зазорах
На основании проведенного в предыдущей главе анализа конструкций и систем
управления ЭМП в контакторах переменного тока были сделаны выводы о том, что
ЭМП находят широкое применение в качестве приводов контакторов, предназначенных
для тяжелых режимов работы с большой частотой коммутаций. При частоте
коммутаций свыше 1200 циклов в час и уменьшении относительной продолжительности
включения аппарата эффективность форсированного управления, позволяющего
существенно снижать массогабаритные показатели ЭМП и потребление
электроэнергии, существенно снижается, что делает ее применение не
целесообразным. Применение в таких контакторах ЭМП клапанного типа, сердечник
которого сориентирован относительно плоскости установки контактора вглубь или
наружу приводит к увеличению габаритного размера контактора по глубине, по
сравнению с аналогичными контакторами с управлением на переменном токе.
Поэтому, для контакторов переменного тока, работающих в тяжелых режимах, в
качестве привода нами был предложен ЭМП с поперечным движением якоря (рис. 2.1)
[21, 56].
В таком электромагните движение подвижной системы осуществляется поперек
направления оси катушки, что обеспечивает более рациональную компоновку
контакторов с управлением на постоянном токе и приводит к уменьшению их
габаритных размеров (в пределах габаритных размеров контакторов с управлением
на переменном токе). Несомненным достоинством данной магнитной системы является
также и то, что магнитные потоки утечки, которые в традиционных магнитных
системах являются паразитными, в данной системе являются рабочими, что приводит
к увеличению тяговой силы.
Рис. 2.1. Электромагнит с поперечным движением якоря
для контактора переменного тока:
1 - ярмо (скоба);
2 - сердечник;
3 - намагничивающая катушка;
4 - якорь;
5 - вал;
6 - прокладка.
Конструкция такого контактора выполнена на изоляционной панели (основании).
Подвижная часть электромагнита - якорь 4 закреплен жестко на валу 5, на котором
вращаются и подвижные контакты. Ось вращения якоря при этом совпадает с осью
вращения вала (точка О), однако, рабочая плоскость якоря смещена относительно
оси вращения вала (установлена прокладка 6). В результате такой компоновки
электромагнита ось сердечника 2 с катушкой 3, установленных между двух скоб
(ярем) 1, располагается параллельно плоскости установки контактора, что
приводит к уменьшению его габаритного размера по глубине. Якорь наклонен
относительно неподвижной части электромагнита, при этом величины рабочих
зазоров (между ярмами (скобами) 1 и якорем) будут разными - d1 и d2.
На рис. 2.1 обозначены основные размеры электромагнита: aя - толщина якоря; lя
- длина якоря; aск - толщина скобы (ярма); сск - высота скобы (ярма); dс -
диаметр сердечника; lс - длина сердечника; a - угол поворота якоря
(максимальный); d1 и d2 - величины воздушных рабочих зазоров (между скобами и
якорем); с0 - смещение рабочей плоскости от оси вращения вала. Размеры деталей
электромагнита вглубь чертежа здесь и далее будем обозначать: bск - ширина
скобы (ярма); bя - ширина якоря.
Величина раствора между контактами контактора составляет 6-8 мм [11], что
соответствует углу поворота вала на 8-10 градусов. При такой компоновке
электромагнита величины рабочих зазоров в отпущенном положении могут достигать
больших значений, что приводит к уменьшению проводимостей этих зазоров,
вследствие чего снижаются тяговые усилия электромагнита.
Существенного увеличения тяговых усилий на значительном ходе якоря в
электромагните с поперечным движением якоря нам удалось добиться при
использовании в таком электромагните в рабочих зазорах ферромагнитных шунтов
[19, 116]. Наличие ферромагнитных шунтов в рабочих зазорах приводит к
уменьшению тяговых усилий при притянутом якоре, что в ряде случаев,
применительно к приводным электромагнитам контакторов, является не недостатком,
а достоинством, так как, у таких электромагнитов тяговое усилие при притянутом
якоре значительно превышает максимальное противодействующее усилие контактора,
что приводит к снижению износостойкости контактора (избыток кинетической
энергии подвижной части контактора расходуется на удары деталей и др.).
Применение в таком электромагните полюсных наконечников [19, 21, 56] оказалось
нецелесообразным, так как при такой компоновке электромагнита в контакторе это
приводит к увеличению его габаритных размеров.
Предлагаемые нами варианты конструкций электромагнита с поперечным движением
якоря с ферромагнитными шунтами [19, 116] представлены на рис. 2.2, где
обозначено: сш1 - высота прилегающей к ярму части шунта в меньшем рабочем
зазоре; Dш1 - толщина шунта в меньшем рабочем зазоре; aш1 - ширина шунта в
меньшем рабочем зазоре; сш2 - высота шунта в большем рабочем зазоре; Dш2 -
толщина шунта в большем рабочем зазоре; hш - высота выступающей части шунта в
большем зазоре. Размеры ферромагнитных шунтов в меньшем и большем рабочих
зазорах вглубь чертежа здесь и далее будем обозначать вш1 и вш2
соответственно.
Для расчета магнитных систем с поперечным движением якоря в [18, 56] нами
предлагается использование комбинированного метода расчета по схеме замещения.
Данный метод представляет собой сочетание метода дихотомии с методом итераций.
Расчет тяговых усилий (моментов) в рабочих зазорах производится по
энергетической формуле, что требует анали
- Київ+380960830922