Динамика работы электромагнита

Время срабатывания электромагнита t_ср – это время с момента подачи напряжения на обмотку электромагнита до момента остановки его якоря.

где время трогания, представляющее собой время с начала подачи напряжения до начала движения якоря;

время движения, то есть время перемещения якоря из положения при начальном зазоре до положения при конечном зазоре

К моменту остановки якоря переходный процесс еще не закончен и ток в обмотке продолжает возрастать от значения до установившегося значения

Уравнение переходного процесса можно получить из уравнения электрического равновесия обмотки

. (7.9)

В начальный момент между якорем и сердечником рабочий зазор достаточно велик, поэтому магнитную цепь можно считать ненасыщенной, а индуктивность обмотки постоянной.

Так как и то (7.9) можно записать в виде

(7.10)

Решение последнего уравнения имеет вид:

, (7.11)

где установившееся значение тока;

электромагнитная постоянная времени цепи.

Для момента трогания якоря на основании (7.11) можно записать выражение

, (7.12)

где ток трогания;

время нарастания тока от нуля до значения

Из (7.12) время трогания определится:

(7.13)

Изменение тока в обмотке при включении показано на рис. 7.1.

Как только якорь приходит в движение (точка , см. рис. 7.1), зазор уменьшается и его магнитная проводимость и индуктивность обмотки увеличиваются, поскольку

Так как индуктивность изменяется во времени, то (7.9) примет вид:

(7.14)

Рис. 7.1. Изменение тока в обмотке при включении

При уменьшении рабочего зазора поэтому ток , а следовательно, и начинают уменьшаться, так как В точке (см. рис. 7.1) уменьшение тока прекращается (зазор выбран). Далее (при поджиме якоря) ток меняется по закону

(7.15)

где электромагнитная постоянная времени при .

Начало движения якоря имеет место при . При движении якоря ток вначале еще немного растет, а затем снижается до значения, меньшего тока трогания. Таким образом, при изменении зазора ток в обмотке значительно меньше установившегося значения, поэтому и сила тяги, развиваемая электромагнитом, в динамике меньше, чем в статике при установившемся токе