Proiectarea unui Electromagnet de Curent Alternativ

Introducere

Existenta unor numeroase tipuri de electromagneti de curent alternativ

face imposibila stabilirea unei metode unice de proiectare valabila pentru toate

tipurile de electromagneti. Pentru proiectarea electromagnetului este necesar sa

se cunoasca conditiile tehnice, conform standardelor, precum si conditiile de

functionare.

Conditiile tehnice impuse electromagnetilor de actionare, in conformitate

cu STAS 4479-74 si 7208-74 sunt:

– electromagnetul trebuie sa atraga armatura la U⩾0,85Un

– electromagnetul trebuie sa elibereze armatura la 0,7Un⩾U⩾0,35Un

– electromagnetul retine armatura cu usoare vibratii la U=0,7Un

– electromagnetul trebuie sa functioneze un timp nelimitat la

U=1,05Un

Conditiile de functionare ale electromagnetului sunt precizate prin:

– tensiunea nominala Un[V ]

– frecventa tensiunii de alimentare f [Hz]

– forta de actionare (cu intrefier maxim) Fa[N ]

– forta portanta (minima in pozitie "atras") Fmin [N ]

– frecventa de conectare f c [ conectari

h ]

– durata relativa de conectare Dc [%]

– cursa armaturii δmax[mm]

– mediul de lucru aer, ulei

Forta rezistenta la electromagnetii cu miscare de translatie sau momentul

rezistent Mr la cei cu miscare de rotatie se indica sub forma unei diagrame in

functie de intrefierul δ (sau unghiul de rotatie) ca in Figura 1. Cand

electromagnetul se gaseste cu un intrefier sensibil mai mare decat cel tehnologic,

efectul spirei in scurt circuit este nul in intrefier si ca urmare, forta exercitata in

intrefier este pulsatorie, avand si valori zero.

Deplasarea armaturii se face in regim dinamic, pana la atingerea

intrefierului minimal.In pozitia "atras", adica cu intrefierul minimal, armatura

mobila nu poseda energie cinetica, iar pentru eliminarea vibratiilor este necesar

ca forta minima, denumita forta portanta, sa fie superioara fortei rezistente.

Figura 1. Diagrama fortei rezistente a unui electromagnet

Etapele normale care se parcurg la proiectarea unui electromagnet sunt

urmatoarele:

a) Calculul preliminar;

b) Proiectarea electromagnetului cu materiale standardizate;

c) Calculul de verificare.

In cele ce urmeaza se va expune metoda de proiectare si in paralel se vor

efectua calculele pentru un electromagnet in forma "E" de curent alternativ

monofazat, pentru care se precizeaza urmatoarele conditii de functionare:

- tensiunea nominala : UN=380V

- frecventa tensiunii de alimentare : f =50 Hz

- forta portanta (minima, cu intrefier minim) : Fminim=100+19=119 [N ]

- frecventa de conectare : f c=130+2∗19=168[conectari /h]

- durata relativa de conectare : Dc=0,4+0,01∗19=19,05

- cursa armaturii : δmax=10 mm

- forta de actionare (la δmin ) : Fa=200+19=219 [N ]

- mediul de lucru : aer

In Figura 2 se prezinta schita de principiu a electromagnetului cu armatura

atrasa (in transfer minim). Pe aceasta schita se indica cu litere dimensiunile

principale ale electromagnetului.