Magnetické obvody elektrických zariadení
Magnetický obvod elektrických spotrebičov sa nazýva súbor jeho prvkov, cez ktoré je uzavretý magnetický tok. Magnetický tok v zariadeniach vytvárajú hlavne prúdovo usmerňované cievky, oveľa menej často používané permanentné magnety.
Magnetický systém elektrického výrobku (prístroja) — časť elektrického výrobku (prístroja), predstavujúca súbor feromagnetických častí určených na vedenie hlavnej časti magnetického toku v ňom (GOST 18311-80).
Magnetický systém, t.j. kombinácia prvkov prístroja, ktoré vytvárajú magnetické pole, pozostáva z dvoch hlavných častí:
1) jadro elektromagnetu, ktoré je pevnou súčasťou elektrického vodiča, na ktorom je namontovaná cievka;
2) pohyblivá časť systému, nazývaná kotva elektromagnetu.
Keď je elektromagnetická cievka pripojená k zdroju energie, časť elektriny prijatej cievkou sa premení na teplo v dôsledku energetických strát v odpore drôtov cievky a zvyšná energia sa použije na vytvorenie magnetického poľa.
Magnetický tok prechádzajúci cez kotvu vytvára elektromagnetickú silu, ktorá spôsobuje, že kotva je priťahovaná k jadru. Časť magnetickej energie odovzdanej cievke elektromagnetu sa teda premení, keď sa kotva presunie na mechanickú energiu.
Ryža. 1. Označovanie magnetických obvodov elektrických zariadení
Všetky elektromagnetické zariadenia na diaľkové ovládanie (relé, štartéry, stýkače) fungujú tak, že cez ich magnetické obvody prechádzajú magnetický tok.
Magnetické systémy zariadení možno ďalej rozdeliť:
1) Podľa povahy prúdu:
a) DC systémy
b) AC systémy.
2. Akciou:
a) príťažlivosť
b) zdržanlivosť.
Medzi upínacie systémy patria napríklad elektromagnetické dosky brúsok, ktoré sa používajú na magnetické uchytenie obrobkov, ktoré sa majú obrábať. Príťažlivosť elektromagnetických zariadení slúži na udelenie určitého pohybu pohyblivým častiam zariadenia.
3. Podľa charakteru pohybu kotvy sa magnetické systémy delia na magnety:
a) s translačným pohybom kotvy
b) s otočnou kotvou s otočným pohybom.
4. Podľa spôsobu zaradenia sa magnetické systémy vyznačujú zaradením elektromagnetickej cievky do napájacej siete v sérii a paralelne. V prvom prípade musí byť vinutie navrhnuté pre celkový prúd určený energetickými prijímačmi a relatívne nízke napätie. V druhom prípade je cievka navrhnutá tak, aby bola napájaná plným napätím pri relatívne nízkom prúde.
5. Magnetické systémy prístrojov môžu mať rôzny režim, prevádzku, ktorá určuje podmienky ich ohrevu.Rovnako ako pri motoroch existujú tri hlavné režimy zariadení: nepretržitý, krátkodobý a prerušovaný.
6. Elektromagnetické systémy zariadení sa delia aj podľa konštrukcie.
Na obr. 2 sú znázornené najbežnejšie konštrukcie magnetických systémov vozidiel.
Ryža. 2. Formy magnetických systémov elektromagnetických zariadení
Na obr. 2a znázorňuje solenoid ventilového typu používaný pre jednosmerný aj striedavý prúd. Keď je cievka odpojená od zdroja prúdu, kotva vypadne z jadra elektromagnetu pôsobením otváracej pružiny.
Na obr. 2 b je znázornené zariadenie jednosmerného elektromagnetu s otočnou kotvou, ktorá má tendenciu usadzovať sa vo vodorovnej polohe, pričom prekonáva odpor zatváracej špirálovej pružiny. Elektromagnetická kotva typu panciera znázornená na obr. 2, c sa pri zapnutí vtiahne do cievky.
Elektromagnety znázornené na obr. 2, d a e, sa nazývajú elektromagnety tvaru U a W. Ak sa takýto elektromagnet používa v elektrických spotrebičoch so striedavým prúdom, jeho magnetický obvod je vyrobený vo forme súpravy oceľového plechu.
Medzi kotvu a jadro elektromagnetu je zvyčajne inštalované tesnenie z nemagnetického materiálu s hrúbkou asi 0,2 - 0,5 mm. Táto rozpera zabraňuje takzvanému «magnetickému prilepeniu» kotvy k jadru, keď je cievka odpojená od siete, v dôsledku zvyškového magnetického poľa. Nemagnetické tesnenie je znázornené na obr. 2, d.
Ryža. 3. Elektromagnetické relé
Charakteristika elektromagnetickej spojky takzvaná závislosť ťažnej sily od veľkosti vzduchovej medzery medzi kotvou a jadrami.
V závislosti od tvaru magnetického obvodu, typu prúdu napájajúceho cievky, ako aj veľkosti magnetickej medzery môže byť tvar trakčnej charakteristiky rôzny.