直流电磁铁的运动特性和动作时间ppt课件

1、运动特性：运动特性：线圈电流i、电磁吸力Fd 、线圈磁链、衔铁运动速度v随时间t或衔铁行程的变化关系。动作时间：动作时间：一般0.050.15s快速动作电磁铁：0.15s第四章第四章 直流电磁铁的运动特性直流电磁铁的运动特性和动作时间和动作时间14-1 电磁铁的反力特性电磁铁的反力特性衔铁运动时作用在衔铁上的反力f(或反力矩f ）与（或）的关系第四章第四章 直流电磁铁的运动特性直流电磁铁的运动特性和动作时间和动作时间)(fFf2一一 、反力及其特性、反力及其特性1、 重力fF32、 弹簧4、永磁力5二、反力特性二、反力特性取衔铁为分离体分析其上受力随变化规律，即可得到)(fFf6*触点特性触点

2、特性1、闭合状态：接触电阻收缩电阻和膜电阻触点终压力2、断开过程极限燃弧电压Urh极限燃弧电流Irh足够的断开距离和断开速度3、闭合过程弹跳触点初压力和适宜的弹簧刚度4、触点磨损超行程：铁芯没有完全吸合，触点已接触7二、反力特性二、反力特性取衔铁为分离体分析其上受力随变化规律，即可得到)(fFf如接触器：如继电器(JKM型）：8三、吸力特性三、吸力特性-反力特性配合反力特性配合1.配合类型配合类型ddFddFfd A点稳定 衔铁的位移取决于IW 电流位移对应 电流变成位移信号 ddFddFfd越接近，越灵敏9三、吸力特性三、吸力特性-反力特性配合反力特性配合ddFddFfd 调节器，如炭片调压

3、器 微小的电流变化即可得到足够大的位移变化 ddFddFfd 开关电器类102. 电磁铁的基本参数电磁铁的基本参数xhUxhIxhsfxhsffhIIUKU吸合值释放值 吸合值 （IW）xh 使衔铁吸合的最小值 使衔铁返回到初始位置的最大值sfUsfI 通常 Kfh1 吸力、反力特性差异越大， Kfh越小 释放值 （IW）sf 返回系数 112. 电磁铁的基本参数电磁铁的基本参数eUeI 额定值 储备系数 1.5cbK 开关电器 xhexhecbIIUKU吸合值额定值124-2 电磁铁的吸合过程及时间参数电磁铁的吸合过程及时间参数 接通电源衔铁吸合 需时间： 共同决定吸合过程的规律 电的过渡过

4、程 机械运动过程13一、吸合过程电流变化规律一、吸合过程电流变化规律 fdFF dtdiLiRdtdiRU不变，磁路不饱和)1 (TteIiWRLT1RUIWi按指数规律上升14一、吸合过程电流变化规律一、吸合过程电流变化规律fdFF 衔铁开始运动,变化 I 增加到Icd ，dtdLidtdiLiRdtdiRU 运动结束 222GWL 对应吸合位置,i 继续近指数上升 吸合时间txh 接通电路始衔铁运动结束止 ，ydcdxhttt 15二、吸合触动时间计算二、吸合触动时间计算cdcbtK, 11、线性情况121GWL ,cdIi ,cdtt代入上式1TlnlncbcbcdWWcdKKIIITt

5、cdWcbIIK cdtTcdcbtK 可见：未计入涡流影响，涡流使tcd, 1TlncbcbcdKKt 快动作电磁铁用电阻率大的叠片式铁芯)1 (TteIiW16二、吸合触动时间计算二、吸合触动时间计算2、非线性情况一般情况dtdiRUiRUddtdiRUtcdcd01i非线性,图解积分：Qtcd17三、吸合运动时间三、吸合运动时间tyd dtd iRU电过渡过程：机械运动过程：22dtxdmFFfd共同决定非线性方程组求解18 能量增量法能量增量法 tpRIU)21()(2mvxFFfd均可得：、段，111xFxFxdf动能变化 2222121)21(abmvmvmv 方程改写为:第一步：

6、气隙分段第二步：计算一段时间 1911221xFxFmvfdb初速va=0 可得vbbbapvvvv21)(211111pvxtx1距离内的平均速度 走完x1用的时间 )(2111IIIxhp问题：b点取在哪？x1段平均电流 111tRIUp满足，则b点取得对；否则，修正之2221)21(bmvmv202x niiydtttt121第三步：如此将b点再向前进，分为越多越正确21图解积分法假设,常数xhIi)21()(2mvddxFFfd2)21()(2020ivxfdmvmvddxFFiimQvi12dxvtix01dtdxv22近似公式法3122) 1(6cbWcbkydKPmKt忽略导磁体

7、和非工作气隙的磁阻，忽略漏磁和散磁，并假定反力为常数。RIPWW2式中：234-3 减少吸合时间的方法减少吸合时间的方法 3122) 1(6(1lnabWcbkcbcbydcdxhKPmKKKTttt，cdt，ydt其中：为电的过渡过程时间 为运动过程时间，24一、最优储备系数WcxhcdPGIWt2min)(45. 2)(，因为WcxhcbWcWcPGIWKRIGWIRGWRLT22222)()(1ln)(22cbcbWcxhcbcdKKPGIWKt0cbcddKdt4.1cbK令得3122) 1(6abWcbkydKPmKt0cbyddKdt2cbK令得312min)24()(WkydPm

8、t，25二 合理配合吸力反力特性一般情况 ddFddFfdFd 很快大时 Fd较小 得不到大力加速 小时 Fd很大, 撞击26双绕组： Wbc线细 R大，保持绕组Wqd线粗 R小，可大电流，起动绕组27三、 减小衔铁的质量四、减小涡流 导磁体使用叠片 fRRLT五、加速线路 1、与线圈串电阻Rf 但必须及时提高U，使IW不变，才能使tcd28五、加速线路0CU2、Rf C与W串联C在接通U时,)(106fRRLCf293、电压脉冲加速线路LI11L)(22LI从磁链不变角度来看： K1断开前 K2断开后 2112ILL LI30吸合延时电路314-4电磁铁的释放过程WIsfIbsfydcdsftttfdFF 衔铁运动一、释放触动时间断电释放，略开关火花，i瞬间0 沿去磁曲线，各截面B均沿去磁曲线实际上有涡流，不可能瞬间到32二、释放运动时间)2()(2mvddxFF