Elektromagnesy prądu stałego cz. 1

Podobne dokumenty
Elektromagnesy prądu stałego cz. 1

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 4 Dobór elektromagnesu do układu wykonawczego

Ćwiczenie 4. Dobór elektromagnesu do układu wykonawczego

Elektromagnesy prądu stałego cz. 2

Elektromagnesy prądu stałego cz. 2

Mikrosilniki prądu stałego cz. 1

Mikrosilniki prądu stałego cz. 1

Silniki skokowe - cz. 1: budowa i zasada działania

BADANIE ELEKTROMAGNESU

Badanie transformatora

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

Elektromagnetyzm. pole magnetyczne prądu elektrycznego

Lekcja 59. Histereza magnetyczna

Badanie transformatora

POLE MAGNETYCZNE Własności pola magnetycznego. Źródła pola magnetycznego

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

Wykład V OBWODY MAGNETYCZNE PRĄDU STAŁEGO

Temat: Silniki komutatorowe jednofazowe: silnik szeregowy, bocznikowy, repulsyjny.

Matematyczne modele mikrosilników elektrycznych - silniki prądu stałego

Ćwiczenie nr 7. Badanie wybranych elementów i układów z rdzeniami ferromagnetycznymi

H a. H b MAGNESOWANIE RDZENIA FERROMAGNETYCZNEGO

Napędy urządzeń mechatronicznych

Ferromagnetyki, paramagnetyki, diamagnetyki.

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe.

Prądy wirowe (ang. eddy currents)

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNE D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 14. Pomiary przemieszczeń liniowych

MAGNETYZM. 1. Pole magnetyczne Ziemi i magnesu stałego.

Indukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

OBWODY MAGNETYCZNE SPRZĘśONE

1. Połącz w pary: 3. Aluminiowy pierścień oddala się od nieruchomego magnesu w stronę wskazaną na rysunku przez strzałkę. Imię i nazwisko... Klasa...

PRĄDNICE I SILNIKI. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

Katedra Elektroniki ZSTi. Lekcja 12. Rodzaje mierników elektrycznych. Pomiary napięći prądów

Zwój nad przewodzącą płytą

MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY

Alternator. Elektrotechnika w środkach transportu 125

Mikrosilniki prądu stałego cz. 2

WYKŁAD 15 WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE MAGNESÓW TRWAŁYCH

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika

Przekaźniki elektryczne. Budowa, zasada działania, sterowanie

Zwój nad przewodzącą płytą METODA ROZDZIELENIA ZMIENNYCH

Zasady doboru mikrosilników prądu stałego

PL B1. INSTYTUT NAPĘDÓW I MASZYN ELEKTRYCZNYCH KOMEL, Katowice, PL BUP 17/18

Wykład 5. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści

MATERIAŁY I KONSTRUKCJE INTELIGENTNE Laboratorium. Ćwiczenie 2

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

Zwora Elektromagnetyczna AM-261

Indukcja wzajemna. Transformator. dr inż. Romuald Kędzierski

Rozrusznik. Elektrotechnika w środkach transportu 85

Temat: Analiza pracy transformatora: stan jałowy, obciążenia i zwarcia.

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

Elementy indukcyjne. Konstrukcja i właściwości

Indukcyjność. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Indukcja własna i wzajemna. Prądy wirowe

Silniki prądu stałego z komutacją bezstykową (elektroniczną)

Dynamika układów elektrycznych. dr hab. inż. Krzysztof Patan

Czujniki prędkości obrotowej silnika

ĆWICZENIE 6 BADANIE OBWODÓW MAGNETYCZNYCH

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II

BADANIE SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO (SRM) CZĘŚĆ 1 POMIARY MOMENTU STATYCZNEGO

WYKŁAD 2 INDUKOWANIE SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ

Badanie transformatora

II. Elementy systemów energoelektronicznych

LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH. Pomiary statycznych parametrów indukcyjnościowych przetworników przemieszczenia liniowego

X L = jωl. Impedancja Z cewki przy danej częstotliwości jest wartością zespoloną

TRANSFORMATOR TRÓJFAZOWY

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Elementy indukcyjne. duża czułość i sztywność układu stateczne i bezstopniowe przekazywanie sygnału mała siła oddziaływania duża pewność ruchu

Mikrosilniki prądu przemiennego

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Elektrotechnika i elektronika (konspekt) Franciszek Gołek Wykład 5. Obwody magnetyczne i podstawy elektromechaniki

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA; PRAWO FARADAYA

A. istnieniu siły elektrodynamicznej C. zjawisku indukcji elektromagnetycznej B. zjawisku indukcji magnetycznej D. namagnesowaniu zwojnicy

Mikrosilniki prądu stałego cz. 2

- kompensator synchroniczny, to właściwie silnik synchroniczny biegnący jałowo (rys.7.41) i odpowiednio wzbudzony;

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Aktory

PL B1. Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica,Kraków,PL BUP 08/04. Zbigniew Szydło,Kraków,PL Bogdan Sapiński,Kraków,PL

Pole elektromagnetyczne

P O L I T E C H N I K A Ł Ó D Z K A INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD ELEKTROWNI LABORATORIUM POMIARÓW I AUTOMATYKI W ELEKTROWNIACH

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Systemy pomiarowe. Ćwiczenie Nr 4 BADANIE WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKA INDUKCYJNOŚCIOWEGO TRANSFORMATOROWEGO

Badziak Zbigniew Kl. III te. Temat: Budowa, zasada działania oraz rodzaje mierników analogowych i cyfrowych.

Temat: ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

Rozpoznawanie zjawisk występujących w polu elektrycznym, magnetycznym i elektromagnetycznym 724[01].O1.03

Lekcja 69. Budowa przyrządów pomiarowych.

Projekt silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Zwora Elektromagnetyczna ML-300, ML z czujnikiem

Indukcja magnetyczna pola wokół przewodnika z prądem. dr inż. Romuald Kędzierski

Modelowanie silników skokowych

Sylabus kursów MT stopień I: II: i SpecKol Sektory: Przemysłowe Utrzymania ruchu kolei Wersja 02/

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI BADANIE TRANSFORMATORA. Autor: Grzegorz Lenc, Strona 1/11

SENSORY I SYSTEMY POMIAROWE

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 27 MAGNETYZM I ELEKTROMAGNETYZM. CZĘŚĆ 2

Rozkład materiału nauczania

Transkrypt:

Jakub Wierciak Elektromagnesy cz. 1 Człowiek- najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Zasady działania siłowników elektrycznych (Heimann, Gerth, Popp 2001) Z wykorzystaniem siły Lorenza (elektrodynamiczne) - silniki - silniki indukcyjne - silniki liniowe - silniki jednofazowe komutatorowe Z wykorzystaniem siły reluktancji (elektromagnetyczne) - elektromagnesy - silniki skokowe - silniki synchroniczne

Schemat budowy elektromagnesu klapkowego (Jaszczuk 1996) 1 zwora, 2 rdzeń magnetyczny, 3 uzwojenie wzbudzające strumień magnetyczny; F siła przyciągania zwory, s szczelina powietrzna, Φ strumień magnetyczny, i prąd wzbudzający

Prawo Ampère a (Isermann 2005) Siła magnetomotoryczna L H d s A J d a Θ B 1 indukcja F siła przyciągająca H natężenie pola magnetycznego l odległość między przewodnikami J gęstość prądu A powierzchnia objęta krzywą L - długość linii pola Θ - przepływ I 1, I 2 - prądy: 1 i 2 Siła przyciągająca I F 1 I2l B1I 2l 2r

Strumień magnetyczny (Isermann 2005) Indukcja magnetyczna B H r 0 B indukcja H natężenie pola magnetycznego μ przenikalność magnetyczna μ 0 przenikalność magnetyczna próżni μ r przenikalność magnetyczna względna A zadana powierzchnia Strumień magnetyczny A B da 0 4 10 7 Vs Am

Krzywe magnesowania materiału ferromagnetycznego (Isermann 2005) B indukcja H natężenie pola magnetycznego 1 krzywa magnesowania pierwotnego 2 pętla histerezy

Prosty obwód magnetyczny i jego schemat zastępczy (Isermann 2005) B Indukcja magnetyczna B E B L R me reluktancja magnetyczna rdzenia R ml reluktancja magnetyczna szczeliny Prawo siły magnetomotorycznej N liczba zwojów cewki I prąd cewki Φ strumień magnetyczny HE le HL ll Θ przepływ (siła magnetomotoryczna) B indukcja (B E w rdzeniu, B L w szczelinie) H natężenie pola magnetycznego (H E w rdzeniu, H L w szczelinie) N I Θ

Prawo Ohma dla obwodów magnetycznych (Isermann 2005) Prawo siły magnetomotorycznej Φ l E E A ll L A Θ Reluktancja (opór magnetyczny) Prawo Ohma dla obwodów magnetycznych R m l A ΦR R Θ me ml R m Φ Θ

Strumień skojarzony (Isermann 2005) N N A Bd A N Dla obwodów liniowych N A Bd A LI Vs mn / A B indukcja Ψ strumień skojarzony z cewką N liczba zwojów L d - indukcyjność dynamiczna Dla obwodów nieliniowych d L d d I

Indukcyjność elektromagnesu (Isermann 2005) L Ψ I N 2 Φ Θ N 2 1 R m B indukcja N liczba zwojów I prąd L indukcyjność R m reluktancja magnetowodu Φ strumień magnetyczny Ψ strumień skojarzony z cewką Θ przepływ

Schemat budowy elektromagnesu klapkowego (Jaszczuk 1996) 1 zwora, 2 rdzeń magnetyczny, 3 uzwojenie wzbudzające strumień magnetyczny; F siła przyciągania zwory, s szczelina powietrzna, Φ strumień magnetyczny, i prąd wzbudzający

Elektromagnes klapkowy (Isermann 2005) I prąd w uzwojeniu N liczba zwojów V napięcie zasilania Y chwilowe położenie zwory l L chwilowa szerokość szczeliny l L0 początkowa szerokość szczeliny L indukcyjność

Elektromagnesy Energia w elektromagnesie (Isermann 2005) Energia mechaniczna elektromagnesu Energia pola magnetycznego A l A l 1 Θ A l A l 2 Φ B 2 1 Al B 2 1 Al E 0 l E E 0 l E E 2 L 2 L E 2 E m 2 2 Y F E m mech d d

Siła przyciągania elektromagnesu (Isermann 2005) A pole przekroju magnetowodu E m energia mechaniczna F m siła przyciągająca Y przemieszczenie zwory Θ przepływ l E droga strumienia w rdzeniu, l L0 początkowa szczelina powietrzna μ 0 przenikalność magnetyczna próżni przenikalność magnetyczna żelaza μ E F m d E dy m 2 Θ 2 l E E A 1 A 0 l Y A L0 0 2

Mechaniczna charakterystyka elektromagnesu (Isermann 2005) Przemieszczenie zwory Szczelina magnetyczna

Klasyfikacja elektromagnesów ze względu na realizowaną funkcję (Elbaum 1975) A. Elektromagnesy o ruchu dorywczym - oddające pracę podczas ruchu zwory, nie przeznaczone do utrzymywania zwory w stanie przyciągniętym. B. Elektromagnesy wywierające siłę wzdłuż drogi zerowej - służące tylko do utrzymywania zwory w stanie przyciągniętym. C. Elektromagnesy oddające pracę na zewnątrz i utrzymujące zworę w stanie przyciągniętym. D. Elektromagnesy bez zwory - służące do kierowania ruchem elementów zewnętrznych. E. Elektromagnesy remanencyjne (impulsowe) - utrzymujące przyciągniętą zworę w stanie bezprądowym.

Klasyfikacja elektromagnesów ze względu na realizowaną funkcję (Isermann 2005) A. Elektromagnesy pozycjonujące (podnoszące, ciągnące, przełączające) B. Elektromagnesy trzymające (bez zwory) C. Elektromagnesy generujące siłę (sprzęgła, hamulce)

Rzeczywiste charakterystyki elektromagnesów (Isermann 2005) F m siła przyciągająca I prąd elektromagnesu Y przemieszczenie zwory I obszar początkowy F m ~ I 2 II obszar liniowy F m ~ I III obszar nasycenia F m ~ I 1/2

Klasyfikacja napęd. elektromagnesów pr. stałego ze względu na ich konstrukcję (Elbaum 1975) elektromagnesy o ruchu liniowym o ruchu obrotowym ze względu na rodzaj ruchu zwory klapkowe nurnikowe ze względu na typ magnetowodu - podkowiaste, - trzykolumnowe, -... - garnkowe, - płaszczowe, -... ze względu na kształt rdzenia

Elektromagnesy obojętne (Mrugalski 1979) ze zworą wahliwą (klapkowy) ze zworą nurnikową (nurnikowy)

Elektromagnesy obojętne ze zworą obrotową (Mrugalski 1979)

Elektromagnes spolaryzowany (Mrugalski 1979) 1. Magnes trwały 2. Rdzeń 3. Zwora 4. Cewka 5. Cewka

Niektóre rodzaje elektromagnesów o ruchu liniowym (Isermann 2005, Elbaum 1975) Rdzeń Szczelina powietrzna Cewka Zwora Nurnikowy Podkowiasty Trzykolumnowy ze zworą zewnętrzną

Elektromagnesy (PP 2009) a) chwytnikowy b) podkowiasty z kolumnami okrągłymi i nabiegunnikami c) klapkowy z jedną kolumną płaską i drugą okrągłą, zakończoną nabiegunnikiem d) garnkowy z wciąganym nurem prostym i stopą e) garnkowy z wciąganym nurem stożkowym i stopą 45 f) garnkowy z wciąganym nurem stożkowym bez stopy

Katalogowa oferta elektromagnesów (Magnetic Sensor Systems 2008) o ruchu liniowym o ruchu obrotowym klapkowe nurnikowe Hinged Clapper Solenoids Tubular Solenoids Open Frame Solenoids Rotary Solenoids sterowniki Low Profile Solenoids Latching Solenoids Electronics and Controls

nurnikowe

Schemat budowy elektromagnesu nurnikowego pojedynczego (Jaszczuk 1996) 1 panewka ślizgowa prowadnicy, 2 stopa nurnika (nieruchoma część magnetowodu), 3 uzwojenie wzbudzające strumień magnetyczny, 4 prowadnica nurnika, 5 płaszcz magnetowodu, 6 panewka ślizgowa nurnika, 7 zwora (nurnik); F siła przyciągania zwory

Schemat budowy elektromagnesu nurnikowego podwójnego (Jaszczuk 1996) 1 prowadnica nurnika, 2 panewka ślizgowa prowadnicy, 3 stopa nurnika, 4 uzwojenie wzbudzające strumień magnetyczny, 5 płaszcz magnetowodu, 6 karkas, 7 nurnik wspólny dla obu elektromagnesów, 8 sprężyna powrotna, 9 pierścień ograniczający;

Schemat budowy elektromagnesu nurnikowego przeciwsobnego (Jaszczuk 1996) 1 prowadnica nurnika, 2 panewka ślizgowa prowadnicy, 3 stopa nurnika, 4 uzwojenie wzbudzające strumień magnetyczny, 5 płaszcz magnetowodu, 6 karkas, 7 nurnik wspólny dla obu elektromagnesów

Elektromagnes nurnikowy ze sprężyną powrotną (Isermann 2005) sprężyna cewka zwora (nurnik) V napięcie zasilające I prąd w cewce m load masa obciążająca m Anker masa zwory

Elektromagnes nurnikowy remanencyjny (Magnetic Sensor Systems 2008) Nurnik Magnesy trwałe Cewka Stopa Rama Popychacz

Budowa elektromagnesów nurnikowych (Magnetic Sensor Systems 2008) Stopa Uzwojenie Mechanizm chwytowy Elektromagnes ciągnący Obudowa Nurnik Pokrywa Nurnik Uzwojenie Stopa i mechanizm chwytowy Elektromagnes pchający Obudowa Popychacz

Zawór hydrauliczny sterowany elektromagnesem nurnikowym (2008) Elektromagnes w stanie spoczynku A - dopływ, B - przepona, C - komora ciśnieniowa, D kanał otwierający, E elektromagnes, F odpływ Elektromagnes wzbudzony

Przykładowe charakterystyki elektromagnesu nurnikowego (Magnetic Sensor Systems 2008)

Charakterystyki stat. elektromagnesów przy różnych kształtach stopy nurnika (Isermann 2005) l l szczelina początkowa