Электромагниты и реле

1.

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ И РЕЛЕ

2. Электромагниты

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока
через него. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который
приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока. В электромагнитах,
предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь
(подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.
Обмотку электромагнитов изготавливают из изолированного алюминиевого или медного провода,
хотя есть и сверхпроводящие электромагниты. Магнитопроводы изготавливают из магнитно-мягких
материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и
чугуна, железо-никелевых и железо-кобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи (токи
Фуко) магнитопроводы выполняют из набора листов.

3. Классификация электромагнитов

Выделяют пять типов электромагнитов по способу создания магнитного потока:
1.
Нейтральные электромагниты постоянного тока. Постоянный магнитный поток создается
постоянным током в обмотке таким образом, что сила притяжения зависит только от величины и не зависит от
направления тока в обмотке.
2. Поляризованные электромагниты постоянного тока. Присутствуют два независимых магнитных
потока — рабочий и поляризующий. Первый создается рабочей (или управляющей) обмоткой. Поляризующий
поток чаще всего создается постоянными магнитами, иногда дополнительными электромагнитами, и
используется для обеспечения наличия притягивающей силы при выключенной рабочей обмотке.
3. Электромагниты переменного тока. В этих магнитах питание обмотки осуществляется от источника
переменного тока, магнитный поток периодически изменяется по величине и направлению, а однонаправленная
сила притяжения меняется только по величине, в результате чего сила притяжения пульсирует от нуля до
максимального значения с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока.
4. Импульсные (или электропостоянные магниты). Это комбинированные электромагниты,
электроперманентные или электроуправляемые магниты), объединяющие постоянный магнит и импульсный
электромагнит, нуждаются в электроэнергии только при включении и выключении.
5. Сверхпроводящие электромагниты. Сверхпроводя́щий магни́т — электромагнит, в котором ток, создающий
магнитное поле, протекает в основном по сверхпроводнику, вследствие чего омические потери в обмотке
сверхпроводящего магнита весьма малы.. Сверхпроводящий магнит приобретает свои сверхпроводящие
свойства только при очень низких температурах (несколько градусов по Кельвину),

4. Применение электромагнитов.

Наиболее широкая и важная область применения электромагнитов — электрические машины и
аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру регулирования, защиты
электротехнических установок.
В составе различных механизмов электромагниты используются в качестве привода для
осуществления необходимого поступательного перемещения (поворота) рабочих органов машин или
для создания удерживающей силы.
Примером таких электромагнитов могут служить электромагниты грузоподъёмных машин, муфт
сцепления и тормозов, электромагниты, применяемые в различных пускателях, контакторах,
выключателях, электроизмерительных приборах и т. п.
Перспективно использование электромагнитов в тяговых приводах скоростных транспортных
средств для создания т. н. магнитной подушки.
Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура. В
научных целях электромагниты используют в экспериментах в химии, биологии, физике.
В связи с широтой применения конструктивное исполнение, размеры, потребляемая мощность
электромагнитов находятся и широких пределах. В зависимости от назначения они могут весить от
долей г до сотен т, потреблять электрическую мощность — от долей Вт до десятков МВт.
Рассмотрим некоторые устройства на основе электромагнитов более подробно.

5. Грузоподъемное оборудование

6. Устройства для разделения (сепарации)сыпучих продуктов

7. Электромагнитное оборудование для экспериментальной физики и медицины

8. Электроуправляемые магниты

Электропостоянные магниты (комбинированные электромагниты, электроперманентные или импульсные
магниты) нуждаются в кратковременной подаче электроэнергии только при его выключении. Магнитная система
электропостоянного магнита характеризуется высокой степенью безопасности, поскольку создаётся полем
постоянного магнита, и остается намагниченной все время, даже при прерывании электропитания. Для
«отпускания» груза в обмотку ЭПМ подаётся кратковременный импульс тока, на короткое время
компенсирующий действие поля постоянного магнита.
Преимущества:
минимальное потребление электрической энергии
высокая удерживающая силав захватах в позициях
выключено/включено температура практически не
изменяется
возможность изготовить электромагнитный зажим
любых размеров для заготовок различных
габаритов
большая степень безопасности, с точки зрения
независимости от электрической энергии, даже при
исчезновении питания не произойдет освобождение
(потеря) заготовки
отсутствуют
какие-либо
температурные
деформации заготовки, соответственно нет влияния
на точность обработки деталей

9. Военные применения.

10. Электромагнитный подвес