ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ И
ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Если в соленоид поместить стальной
сердечник и пропустить по его виткам электрический ток, то сердечник
намагничивается и приобретает магнитные свойства, которыми обладает
постоянный магнит.
Соленоид со стальным сердечником
называется электромагнитом. При размыкании цепи обмотки электромагнита его
стальной сердечник размагничивается.
Магнитное поле электромагнита во много раз
сильнее поля соленоида. Это объясняется тем, что намагниченный сердечник из ферромагнитного
материала создает свое магнитное поле, которое, складываясь с магнитным полем
соленоида, значительно увеличивает общее магнитное поле, образуемое током.
Для определения направления магнитных
линий поля электромагнита пользуются правилом буравчика. Практически для определения
полюсов электромагнита применяют магнитную стрелку.
Мощные электромагниты, подвешенные к
подъемным кранам, служат для переноса изделий из стали и ее сплавов. Электромагниты
применяют на станочном оборудовании, в электродвигателях и во многих других
устройствах. На сверлильных и плоскошлифовальных станках используют
электромагнитные плиты (рис. 35). В такой плите помещается электромагнит,
подключаемый к источнику постоянного тока. Электромагнит удерживает
обрабатываемое ферромагнитное изделие на станке. После обработки детали
выключают ток и снимают изделие со станка.
На использовании электромагнита основано
действие электромагнитного пресса, значительно повышающего производительность
труда при штамповке изделий. Пресс (рис. 36) состоит из электромагнита 1,
укрепленного на корпусе 4, подвижного якоря 3, ползуна 2 и возвратной пружины.
При прохождении тока по обмотке электромагнита якорь преодолевает сопротивление
возвратной пружины и притягивается к электромагниту. При этом приходит в
движение ползун 5, совершающий ударное действие на обрабатываемый прессом
материал 6.
При выключении электромагнита якорь
вместе с ползуном при помощи спиральной пружины приходит в исходное положение.
При повторном замыкании цепи электромагнита пресс произведет вырубку очередной
детали. Установив определенный режим замыкания и размыкания электромагнита
пресса, процесс штамповки может быть автоматизирован.
Электромагниты широко применяют в реле и
искателях, которые получили большое распространение в устройствах автоматики.
Электромагнитное реле — это прибор
приводимый в действие небольшим электрическим током. Реле при срабатывании
замыкает и размыкает своими контактными пружинами электрические цепи
относительно большой мощности.
Электромагнитные реле делятся на простые и
поляризованные. Основными частями простого электромагнитного реле (рис. 37, а)
являются электромагнит с сердечником, якорь, мостик и контактные пружины. При
прохождении электрического тока через обмотку стальной сердечник 2
намагничивается и притягивает к себе 1 якорь 3. Последний своим мостиком 4
действует на контактные пружины 5, к которым подключаются провода от
управляемых электрических цепей. Если ток в обмотке выключить, сердечник
размагничивается и якорь приходит в первоначальное положение. Контакты I реле
при этом вновь переключаются. Так как реле может иметь несколько пар контактных
пружин, то оно (при срабатывании) одно-, временно может управлять несколькими
различными объектами, присоединенными к контактам.
Рассмотрим схему применения простого
электромагнитного реле (рис. 37,6) для автоматической сигнализации о ходе того
или иного производственного процесса.
В цепи обмотки реле Р находится батарея Б
и кнопка Кн. Цепь контактов К1 и К2, в которую включена сигнальная лампа, в
спокойном положении замкнута, и лампа горит.
Цепь контактов К3 и К4, к которой
подсоединен электрический звонок Зв, в спокойном положении разомкнута.
Когда кнопка разомкнута, сигнальная лампа горит, указывая на то, что
производственный процесс протекает нормально.
При нарушении производственного процесса
специальное устройство замкнет кнопку и по обмотке реле Р потечет ток. В
результате этого якорь реле притянется к сердечнику и переключит контактные
пружины реле. Контакты К1 и К2 разомкнутся и сигнальная лампа погаснет, а
контакты К3 и К4, цепи звонка замкнутся и зазвонит звонок. Это укажет
обслуживающему персоналу, что производственный процесс нарушен. После
устранения причин, нарушивших ход процесса, кнопка Кн разомкнётся и разорвет
цепь об мотки реле.
При этом якорь отойдет от сердечника
реле, а контакты цепи звонка разомкнутся и звонок перестанет звонить.
Поляризованное электромагнитное реле
состоит из электромагнита и постоянного магнита. В таком реле образуется два
магнитных потока. Один из них — рабочий -создается электромагнитом, а другой —
вспомогательный — постоянным магнитом. Основными частями поляризованного реле
(рис. 38) являются постоянный магнит 1, намагничивающие катушки 2
(электромагниты), стальной сердечник 5, якорь 4, помещенный на оси 3, и
контактные винты 6, между которыми перемещается якорь с контактами 7.
Магнитный поток магнита разветвляется на
два потока Ф1 и Ф2 и намагничивает концы сердечника (одноименная
полярность).
При отсутствии тока (сигнала управления) в
обмотке 2 реле якорь 4 находится в одном из крайних положений и замыкает один
из контактных винтов 6. В таком состоянии якорь удерживается сердечником
силой притяжения магнитного потока постоянного магнита. Допустим, что
якорь находится у левого контакта. Для перемещения якоря в правое положение
необходимо по обмотке реле пропустить ток (сигнал управления) в таком
направлении, чтобы созданный током, протекающим по правой обмотке, магнитный
поток Ф складывался с магнитным потоком Ф1 а магнитное поле левой катушки
вычиталось из магнитного потока Ф2 и ослабило его.
В этом случае величина правой части
магнитного потока (Фэ + Ф1) будет больше потока левой части (Фэ
— Ф2); якорь реле притянется к правому концу сердечника и быстро
переместится в правое положение.
Чтобы якорь оказался в первоначальном
положении (левом), необходимо пропустить по его обмотке ток в
противоположном направлении. Тогда намагниченность левой части сердечника
реле (Фэ+Ф2) усилится, а намагниченность правой части сердечника (Фэ —
Ф1 ) ослабится.
Таким образом, срабатывание
поляризованного реле зависит от направления тока в его обмотке.
На этом свойстве основано применение
поляризованного реле. Оно используется для того, чтобы по одному проводу
передавались две различные команды, например «включено» и «выключено» или «да»
и «нет» и др.
Для работы реле требуется весьма небольшой
ток, а время срабатывания его очень мало.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.