Динамика работы и расчет времени срабатывания электромагнита постоянного тока с пользованием математического пакета MathCad в среде Windows

курсовая работа

1. Вступление. Теоретические положения расчета динамики электромагнитов постоянного тока

В таблице 1 даны конструктивные параметры электромагнита и элементов схем ускорения и замедления срабатывания электромагнита.

Таблица 1.

№ п/п

U, В

R, Ом

Rд, Ом

L, Гн

iтр, А

Вариант10

220

950

950

75

0,095

Динамика срабатывания электромагнита постоянного тока.

Процесс срабатывания электромагнитов имеет динамических характер. Чтобы охарактеризовать динамический режим работы электромагнита, необходимо иметь зависимость изменения тока в обмотке и пути, пройденного якорем от времени.

Время срабатывания электромагнита - это время с момента подачи напряжения на катушку электромагнита до момента остановки якоря.

.

где tтр - время трогания и tдв- время движения.

В обычных конструкциях электромагнитов время срабатывания

мсек

Рис.1.1. Электромагнит постоянного тока с обмоткой напряжения

После включения цепи, напряжение источника уравновешивается активным падением напряжения и противо-э.д.с. обмотки. При начальном неподвижном положении якоря, рабочий зазор д относительно велик, поэтому магнитную цепь можно считать ненасыщенной, а индуктивность обмотки

; .

Решение этого уравнения имеет вид:,где установившиеся значение тока, - постоянная времени цепи.

Ток обмотки, при котором начинается движение якоря, называется током трогания ( т. а рис.2.), а время нарастания тока от нуля до - временем трогания .Уравнение тока для момента трогания можно записать в виде:. Решив это уравнение относительно времени трогания, получим . Таким образом, время трогания пропорционально постоянной времени Т. Изменение тока до момента трогания происходит по экспоненте с постоянной времени Т. При движении якоря , поэтому начинает уменьшаться, поскольку напряжение источника питания U постоянно. (а-b)- изменение тока при движении якоря. Точка b, на кривой 2, соответствует полному срабатыванию . Спад тока прекращается. После остановки якоря ток будет меняться по закону , где - постоянная времени при .Так как соответствует замкнутому состоянию магнитопровода, а Т - разомкнутому, то .

Динамика отпускания якоря электромагнита постоянного тока

При размыкании цепи обмотки электромагнита магнитный поток уменьшается, и в момент, когда сила тяги электромагнита становится меньше усилия пружины, происходит отпускание якоря. Время отпускания tотп состоит из времени спада потока tсп от установившегося Фу до потока отпускания Фотп и времени движения tдв. tотп = tсп + tдв ; Движение происходит за счет усилия противодействующей пружины. Принимая усилие противодействующей пружины постоянным Рпр.ср = (Рк + Рн) / 2 , где, Рк и Рн - усилия пружины при и , то движение якоря описывается уравнением , где, а - ускорение; а = Рпр.ср / m. Тогда время движения якоря .

На рис.1.2. представлен график полного цикла включения и отключения электромагнита постоянного тока.

Рис.1.2. График полного цикла включения и отключения электромагнита

Делись добром ;)