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2023-06-15
静态吸力特性是电磁系统一个非常重要的特性,其与反力特性的良好配合,不仅能使电器可靠地工作,还能增加电器的工作寿命。这对频繁操作的控制电器(如接触器)尤为重要。
电网的供电电压有一定的允许波动范围,当达到电网电压的下限值时,衔铁应可靠地吸合。为使电器可靠地工作,从静态的观点看,吸力特性必须位于反力特性之上,如图4-32所示。反之,当在衔铁运动的起始点(衔铁位于释放位置,气隙为δ1)时,若吸力小于反力,则衔铁将拒动而无法工作;当衔铁运动到闭触头分离或常开触头闭合(气隙为δ2或δ1)状态时,若吸力小于反力,则衔铁有可能卡住,而吸力特性和反力特性的配合不能继续运动到预定的闭合位置上,这不仅会破坏电器的正常工作,还有可能导致触头烧损或激磁线圈烧毁(对于交流电磁系统)。
但是,对于一般电器,吸力特性如果过多地高于反力特性之上,不仅没有必要,反而还可能有害。这样不仅会增大电磁系统的体积和铜铁用量及成本,还会增加电器在运行中所聚集的动能,导致电磁系统和触头发生猛烈的撞击,并造成损坏,从而减少电器的工作寿命,图4-32中阴影部分的面积与电器运动部分所聚集的动能有对应关系。
图4-32 吸力特性和反力特性的配合
吸力特性和反力特性的良好配合,一般是在吸力特性位于反力特性之上的前提下,二者尽量靠近,甚至有的电器(主要指频繁操作的控制电器,如接触器)在一定的条件下,允许二者局部相交,以释放运动部分在前半程运动过程中所聚集的动能,从而减小触头和电磁系统闭合时的撞击力度,图4-33所示为局部吸力特性小于反力特性的配合。
图4-33 局部吸力特性小于反力特性的配合
采取这种配合方式时必须特别注意2个问题。
(1)吸力特性与反力特性负差部分的面积A2。
A2(它代表被吸收的衔铁能量)必须小于正差部分的面积A1(它代表加速衔铁运动的能量)。否则,衔铁不可能持续运动到终点。
(2)在δ=δmin处吸力必须大于反作用力。否则,衔铁即使能运动到该处,也不可能在该处保持不动。
对于要求快速闭合的电器,吸力特性也没有必要过高地高于反力特性,否则可能会造成动、静铁芯闭合时冲击力过大,影响电磁铁的使用寿命。此外,电磁铁几何尺寸也会增大,从而降低其经济指标。
习题4
1.电磁机构在电器中有何作用?
2.磁性材料的磁化曲线有几种?它们有何区别?工程计算时应使用哪一种磁化曲线?
3.什么是软磁材料和硬磁材料?它们各有何特点?常用的软磁材料有哪些?
4.试将磁路和电路的对应参数和计算公式列成一表。
5.计算气隙磁导的解析法有何特点?
6.有一对矩形截面的磁极,其端面两边长为a=1.5 cm、b=1.8 cm。试运用解析法和磁场分割法计算气隙值δ为10、8、6、4、2及0.5 mm时的气隙磁导,并对计算结果加以讨论。
7.试计算两截头圆锥面之间的气隙磁导。已知:d=2 cm,α=40°,H=1.5 cm,δ=15,10,5,1 mm。
8.磁路计算的复杂性表现在哪里?
9.衔铁被吸合以后还有漏磁通吗?
10.交流磁路与直流磁路的计算有何异同?
11.为什么交流并励电磁机构在气隙不同时有不同的激磁电流?
12.如果将交流并励电磁机构的线圈接到电压相同的直流电源上,或将直流并励电磁机构的线圈接到电压相同的交流电源上,它们还能正常运行吗?为什么?
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