Работа электромагнитных механизмов переменного тока

Обращаясь к описанию работы индуктивной катушки на ферромагнитном магнитопроводе с воздушным зазором, отметим, что в электромагнитных механизмах переменного тока амплитуда магнитного потока Фт почти не зависит от воздушного зазора. Это утверждение тем строже, чем меньше потери энергии в обмотке. При этом следует помнить, что действующий ток в обмотке зависит от зазора. При включении электромагнитного механизма (пока значение lв велико) ток Iпуск в катушке имеет большее значение, чем после срабатывания, когда зазор уменьшается почти до нуля. Поэтому задержка движения якоря недопустима, так как Iпуск >> Iном.

Важно также помнить, что ток в катушке электромагнитного механизма, подключенной к источнику переменного синусоидального напряжения, отстает по фазе от напряжения U почти на 90е, т. е. для возбуждения магнитного поля необходима реактивная (индуктивная) мощность Q= UIsinф.
Если магнитный поток в магнитопроводе и воздушном зазоре изменяется по синусоидальному закону .

Таким образом, на якорь действует переменная сила, среднее значение которой

Пульсация силы F(t) отрицательно сказывается на работе электромагнитных механизмов переменного тока, вызывая вибрацию якоря (шум, дребезг).
В однофазных электромагнитных механизмах (электромагнитах) для устранения пульсации силы на якоре размещают короткозамкнутый виток провода (рис. 2.12). Переменный (синусоидальный) магнитный поток Ф(t) наводит в короткозамкнутом витке ЭДС еk. ЭДС еk сдвинута относительно магнитного потока Фт на 90 градусов (рис. 2.13).

Под действием ЭДС ек возникает ток Iк, положительное направление которого совпадает с направлением ЭДС ек На рис. 2.13 ток 1К принят совпадающим с вектором Ек. Магнитодвижущая сила шк/к возбуждает магнитный поток Фкт который практически совпадает с током Ik

и соответствующих изображающих векторов на диаграмме рис. 2.13. Из диаграммы рис. 2.13 следует, что результирующие магнитные потоки Ф оказываются сдвинутыми по фазе на угол ф. При этом на якорь, очевидно, начинают действовать две пульсирующие силы F, переменные составляющие которых сдвинуты по времени. В итоге постоянная составляющая результирующей силы возрастает, а пульсация уменьшается. На рис. 2.14 приведены для сравнения экспериментально полученные тяговые характеристики электромагнитных механизмов постоянного (кривая 1) и переменного (кривая 2) токов. Из сравнения этих характеристик видно, что тяговое усилие F в электромагнитах переменного тока при изменении lв в широких пределах изменяется меньше, чем в электромагнитах постоянного тока.