電磁石のパラメータと特性

電磁石の基本特性

最も一般的なのは、n の変化を考慮した動的特性です。 c. 自己誘導と運動の EMF 作用による電磁石の動作過程で、可動部品の摩擦、減衰、慣性も考慮に入れます。

一部の種については 電磁石 (高速電磁石、電磁振動子など) 動的特性のみがそのような電磁石の動作プロセスを特徴付けるため、動的特性の知識は必須です。ただし、動的特徴を取得するには、多くの計算作業が必要です。したがって、多くの場合、特に正確な移動時間の決定が必要ない場合は、静的な特性の報告に限定されます。

静特性は、電磁石のアーマチュアの移動中に発生する逆起電力の電気回路への影響を考慮しない場合に得られます。電磁石のコイルに流れる電流は変化せず、たとえば動作電流と等しいと仮定します。

予備評価の観点から見た電磁石の最も重要な特性は次のとおりです。

1. 電磁石のトラクション静特性...コイルに供給される電圧またはコイルに流れる電流のさまざまな定数値に対する、アーマチュアの位置または動作ギャップに対する電磁力の依存性を表します。

Fe = f (δ) U = 定数

または Fe = f (δ) in I= const。

米。 1. 電磁負荷の代表的なタイプ: a — ロック機構、b — 荷重を持ち上げるとき、c — スプリングの形式、d — 一連の入力スプリングの形式、δn — 初期クリアランス、δk は最終クリアランスクリアランス。

2. 電磁石の反力（負荷）の特性…反力（一般的には電磁力の作用点に還元）の作動ギャップδへの依存性を表します（図1） ): Fn = f (δ)

反対の特性と牽引特性を比較することで、電磁石の操作性について（力学を考慮せずに予備的に）結論を引き出すことができます。

電磁石が正常に動作するためには、アーマチュアの変化の全範囲におけるトラクション特性が反対側のトラクション特性よりも上を通過する必要があり、逆に、明確なリリースのためには、トラクション特性が下を通過する必要があります。反対側（図2）。

米。 2. 積極勢力と対抗勢力の特性の調整に向けて

3. 電磁石の負荷特性... この特性は、電磁力の値と、コイルに印加される電圧またはコイルに流れる電流の大きさと、アーマチュアの固定位置に関係します。

δ= const の Fe = f (u) および Fe = f (i)

4.条件付きで有用な仕事電磁石...初期動作ギャップに対応する電磁力とアーマチュアストロークの値の積として定義されます。

Wny = Fn (δn — δk) in Аz= const.

特定の電磁石に対する条件付き有効仕事の値は、アーマチュアの初期位置と電磁石コイル内の電流の大きさの関数です。図では。図３は、静的牽引力Ｆｅ＝ｆ（δ）と曲線Ｗｎｙ＝Ｆｎ（δ）電磁石の特性を示す。影付きの領域は、δn のこの値で Wny に比例します。

米。 3… 条件付きで役立つ電磁石の動作。

5. 電磁石の機械効率 — 可能な最大値 (最大の斜線領域に相当) Wp.y m と比較した、条件付き有効仕事 Wny の相対値:

ηfur = Wny / Wp.y m

電磁石を計算するときは、電磁石が最大の有用な仕事を与えるように初期クリアランスを選択することをお勧めします。 δn は Wp.ym に相当します (図 3)。

6. 電磁石の応答時間 — 電磁石のコイルに信号が印加された瞬間からアーマチュアが最終位置に移行するまでの時間。他のすべての条件が等しい場合、これは初期の反対の力 Fn の関数です。

TSp = f (Fn)、U = const

7. 加熱特性は、電磁石コイルの加熱温度とオン状態の継続時間の依存性です。

8. 電磁石の Q 係数。条件付き有用仕事の値に対する電磁石の質量の比として定義されます。

D = 電磁石の質量 / Wpu

9.収益性指数。条件付き有用仕事の値に対する電磁石コイルによって消費される電力の比率です。

E = 消費電力 / Wpu

これらすべての特性により、特定の動作条件に対する特定の電磁石の適合性を確立することが可能になります。

電磁パラメータ

上記の特性に加えて、電磁石の主要なパラメータのいくつかについても考慮します。これらには次のものが含まれます。

a) 電磁石によって消費される電力... 電磁石によって消費される制限電力は、コイルの許容加熱量と、場合によっては電磁石のコイルの回路電力条件の両方によって制限されます。

パワー電磁石の場合、原則として、スイッチオン期間中の加熱が制限されます。したがって、許容される加熱量とその正確な計算は、アーマチュアの所定の力とストロークと同様に計算において重要な要素となります。

磁気的および機械的観点、さらには熱特性の観点から合理的な設計を選択することにより、特定の条件下で、寸法と重量を最小限に抑えた設計を実現し、それに応じて最低価格を実現することができます。より高度な磁性材料と巻線の使用により、設計効率の向上にも貢献します。

場合によっては、電磁石（ リレー、レギュレーターなど）は、最大の努力を達成することに基づいて設計されています。特定の有用な操作に対する最小のエネルギー消費量。このような電磁石は、電磁力や衝撃が比較的小さく、可動部品が軽いという特徴があります。巻線の加熱は許容値よりもはるかに低くなります。

理論的には、電磁石によって消費される電力は、コイルのサイズを対応して大きくすることで任意に減らすことができます。実際には、コイルの平均巻数が長くなり、磁気誘導の中心線が長くなることで限界が生じ、電磁石の大型化が非効率になってしまいます。

b) 安全率…ほとんどの場合 n. v. 開始は n と等しいと考えることができます。 c. 電磁石の作動。

nの関係。 c. 電流の定常値 k n に対応します。作動時（臨界 N.S.）（図 2 を参照）は安全率と呼ばれます。

ks = Azv / AzSr

電磁石の安全率は、信頼性条件に応じて、常に複数選択されます。

v) トリガーパラメータは n の最小値です。 c. 電磁石が作動する電流または電圧 (アーマチュアを δn から δDa se に移動させる)。

G) リリースパラメータ — それぞれ n の最大値。 s、電磁石のアーマチュアが元の位置に戻る電流または電圧。

e) 戻り率…アーマチュアが元の位置に戻るn.cのnに対する比率。 c. 作動は電磁石の戻り係数と呼ばれます: kv = Азv / АзСр

中性電磁石の場合、反射係数の値は常に 1 未満であり、さまざまな設計では 0.1 から 0.9 の値になります。同時に、両方の限界に近い値を達成することも同様に困難です。

反対の特性が電磁石の吸引特性にできるだけ近い場合、反射係数が最も重要になります。ソレノイドストロークを小さくすると復帰率も高くなります。