4.5. Вібрації в електромагнітних механізмах змінного струму

 

Миттєве значення сили притягання електромагніту змінного струму пульсує з подвійною частотою струму:

.

Середнє значення цієї сили дорівнює:

.

Для притягання якоря необхідно, щоб  була більша за протидіючу силу.

Зміна сили в часі викликає вібрацію якоря, яку необхідно усунути.

Для однофазних електромагнітів найбільш поширені короткозамкнені  витки (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Однофазний електромагніт з короткозамкненим витком

 

Завдяки наявності короткозамкненого витка потік  відстає за фазою відносно потоку  на кут . У верхній частині потоку створюється сила:

,

а в нижній

.

Результуюча сила, яка діє на якір, дорівнює . Амплітуда змінної складової:

.                       (4.24)

Звичайно електромагніт проектується таким чином, щоб

.

Очевидно, що чим менше , тим менша пульсація сили . Із (4.24) випливає, що  при  і . Кут зсуву фаз  визначається співвідношенням:

.

Чим більше , а тому і , тим менше .

У зв’язку з цим короткозамкнений виток дає ефект тільки при малих . При великих   і . Як правило, .

У трифазних електромагнітах, якщо в магнітному відношенні всі три фази симетричні і ненасичені, то сили притягання під полюсами ; ; .

Результуюча сила, яка діє на якір, дорівнює:

 і не змінюється в часі. Однак, вібрація якоря залишається. Справа в тому, що при проходженні потоку в кожній із фаз через нуль сила притягання в кожній фазі дорівнює нулю. В результаті, точка прикладання сили переміщується, а точка прикладання протидіючої сили незмінна. Виникає перекочування якоря, тобто, вібрація.