Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 21 из 33)
Клапанные электромагниты имеют небольшое перемещение якоря (несколько миллиметров) и развивают большое тяговое усилие.
Прямоходовые электромагниты имеют большой ход якоря и большее быстродействие; меньшие размеры, чем клапанные. Они представляют собой соленоид (цилиндрическую катушку, втягивающую в себя ферромагнитный стержень), поэтому их называют соленоидными электромагнитами.
Конструкции электромагнитов показаны на рисунке 5.1. Они состоят из катушки 1, якоря (подвижной части магнитопровода) 2, неподвижного магнитопровода (сердечника 3 и ярма 4).
Рисунок 5.1 – Варианты конструктивных схем электромагнитов
По форме магнитопровода различают электромагниты с П - , Ш – образным и цилиндрическим магнитопроводом.
Магнитопроводы электромагнитов постоянного тока обычно выполняются сплошными из магнитомягких материалов: обычных конструкционных сталей и низкоуглеродистых электротехнических сталей. Высокочувствительные электромагниты имеют магнитопровод из пермаллоев (сплавов железа с никелем и кобальтом). В быстродействующих электромагнитах стремятся к уменьшению вихревых токов, для чего используют электротехнические кремнистые стали с повышенным электрическим сопротивлением и шихтованный (наборный) магнитопровод.
Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод электромагнитов переменного тока собирают (шихтуют) из изолированных пластин толщиной 0,35 или 0,5 мм. В качестве материала используются горячекатаные и холоднокатаные электротехнические стали.
Катушки электромагнитов по своей конструкции бывают каркасные и бескаркасные, а по форме сечения – круглые и прямоугольные. Провод каркасной катушки наматывают на каркас из изоляционного материала (текстолит, гетинакс, пластмасса). Провод бескаркасной катушки наматывают прямо на сердечник, обмотанный изоляционной лентой, или на специальный шаблон. Для обеспечения прочности катушки, выполненной на шаблоне, ее обматывают лентой (бандажируют) и пропитывают компаундным лаком. Катушки, как правило, наматывают медным проводом с изоляцией, выбираемой исходя из назначения и условий работы электромагнита.
Различают также электромагниты, предназначенные для длительной, кратковременной и повторно-кратковременной работы.
5.3 Исполнительные электромагниты
В системах электроавтоматики широко используются электромагнитные исполнительные элементы дискретного действия. Например, исполнительные электромагниты могут быть использованы для перемещения заслонки трубопровода, поворота вентиля, перемещение шестерни в коробке переключения передач и т.п. Т.о. электромагнит осуществляет преобразование электрической энергии в механическую, а следовательно, он является электромеханическим преобразователем энергии. Электромагниты являются устройствами дискретного (релейного) действия, т.к. их подвижная часть – якорь может находиться лишь в одном из двух устойчивых состояний: притянутом или отпущенном.
Основными параметрами электромагнита являются ход якоря и тяговое усилие на якоре.
Катушки электромагнитов по своей конструкции бывают каркасные и бескаркасные, а по форме сечения – круглые и прямоугольные. Провод каркасной катушки наматывают на каркас из изоляционного материала (текстолит, гетинакс, пластмасса). Провод бескаркасной катушки наматывают прямо на сердечник, обмотанный изоляционной лентой, или на специальный шаблон. Для обеспечения прочности катушки, выполненной на шаблоне, ее обматывают лентой (бандажируют) и пропитывают компаундным лаком. Катушки, как правило, наматывают медным проводом с изоляцией, выбираемой из назначения и условий работы электромагнита.
Электромагниты переменного тока при одинаковых габаритах с электромагнитами постоянного тока развивают тяговое усилие в два раза меньше. Рассмотрим устройство и работу некоторых видов исполнительных электромагнитов.
Электромагнитный тарельчатый клапан, рисунок 5.2 применяют для управления потоком жидкости. Он состоит из прямоходового электромагнита постоянного тока с коническим стопом и запорного устройства, расположенного в общем корпусе 3. При отключенной катушке электромагнита тарель 10 действием запорной пружины 2 прижата к соплу 11 и поток жидкости перекрыт. При подаче напряжения на обмотку 5 якорь 8 втягивается, сжимая запорную пружину 2, и освобождает тарель 10, которая под действием пружины 1 и давления жидкости поднимается и открывает сопло 11. Жидкость заполняет полость клапана и выходит через отверстие 9. Для закрытия клапана необходимо отключить обмотку электромагнита. Для регулировки величины хода клапана в пределах немагнитного зазора 7 служит регулировочный винт 6, фиксирующий положение конического стопа 4.
Рисунок 5.2 – Электромагнитный клапан
Электромагнит с преобразованием движения. При необходимости получить на выходе электромагнита вращательное движение в пределах ограниченного угла электромагнит дополняют передаточным механизмом, рисунок 37.2, состоящим из зубчатого сектора 3 и зубчатого колеса 4. Здесь применен прямоходовый электромагнит постоянного тока с плоским стопом с сердечником цилиндрической формы. При подаче напряжения на катушку 1 якорь 2 втягивается и посредством тяги, преодолевая противодействие пружины 5, поворачивает сектор 3 вокруг оси 0. Сектор 3, находясь в зацеплении с зубчатым колесом 4, вызывает его поворот на угол, определяемый величиной хода якоря 2. При этом пружина 5 растягивается. При отключении катушки 1 действием пружины 5 сектор 3 возвращается в исходное положение, вновь поворачивая колесо 4, но теперь уже в обратном направлении.
| Рисунок 5.4 Электромагнит длинноходовый |
