И способы ее устранения.

Мгновенное значение тяговой силы электромагнита переменного тока дважды за период равно нулю (рис. 91). В эти моменты времени якорь под действием противодействующих сил F_мех будет отходить от сердечника. Затем, когда тяговая сила

Рис. 91. Обоснование вибрации вновь превысит F_мех, якорь опять притя-

якоря нется. Таким образом, возникает вибрация

якоря, которая ускоряет износ отдельных частей электромагнита. Устранить это нежелательное явление в однофазном электромагните переменного тока можно путем создания в воздушном зазоре между якорем и сердечником двух магнитных потоков, сдвинутых по фазе. Принципиально такая задача может быть решена двумя способами: 1) расщеплением магнитопровода на две части, каждая из которых имеет свою катушку намагничивания, при этом токи в катушках не должны совпадать по фазе (рис. 92).

Этот способ не экономичен и практическине применяется.

2) применением экрана (короткозамкнутого витка), охватывающего часть площади торца магнитопровода в воздушном зазоре (рис. 93).

Рис. 92. Электромагнит Этот метод нашел широкое применение в од-

с двумя обмотками нофазных электромагнитах переменного тока.

Сдвиг по фазе между потоками Ф₁ и Ф₂ возникает в связи с появлением в зазоре потока экрана Ф_э.

Ф₂=Ф₂₀+Ф_э.

Здесь Ф₂₀ – поток, протекающий по

охваченной экраном площади полюса при , он совпадает по фазе с потоком Ф₁. Векторная диаграмма

электромагнита с экраном имеетвид, показанный на рис. 94.

Рис. 93. Полюс электромагнита Для электромагнита с экраном резуль-

с короткозамкнутым экраном тирующая тяговая сила будет равна:

, (234)

или

, (235)

где – постоянная составляющая силы;

– переменная состав- ляющая силы.

Из формулы (235) видно, что переменная составляющая будет равна нулю лишь при условиях, что Ф₁ = Ф₂ и угол . Последнее

условие практически невыполнимо и поэтому результирующая тяговая сила электромагнита с экраном будет также пульсирующей, как и при отсутствии экрана, но минимальное значение силы будет больше нуля (рис. 95). Максималь-

Рис. 94. Векторная ное и минимальное значение тяговой силы будут

диаграмма равны:

.

Амплитуда результирующей пульсирующей тяговой силы (рис. 96) равна диагонали параллелограмма, сторонами которого являются векторы переменных составляющих сил, созданных потоками Ф₁ и Ф₂.

Рис. 95. Тяговая сила ЭМ с экраном , (236)

где .

Для электромагнитов переменного тока наиболее важной величиной является F_мин. Избежать вибрации якоря можно лишь при условии F_мин >F_пр. Нетрудно установить, что величина F_мин в значительной степени зависит от площади, охваченной экраном и его активного сопротивления r_э.

Рис. 96. Амплитуда силы Если S₂ = 0 – экран отсутствует,то F_мин = 0;

ЭМ с экраном S₂ = S – экран охватывает весь полюс,

то F_мин = 0; r_э = ∞ – это условие равноценно отсутствию экрана, тогда F_мин = 0; r_э = 0 – магнитные потоки Ф₂₀ и Ф_э будут сдвинуты по фазе друг относительно друга на 180^о, а поток Ф₂ будет совпадать по фазе с потоком Ф₁ , т. е. угол и F_мин = 0.