Chương 1: Nam châm điện docx

Nguyên lý hoạt động: • Khi cho dòng điện vào cuộn dây NCĐ sẽ sinh ra một sức từ động F = I.W • Sức từ động F =I.W tạo ra từ thong Φ chảy trong mạch từ • Từ thông qua khe hở không khí Φδ

Chương 1: Nam châm điện

1 Nam châm điện là gì?

• Nam châm điện là một loại cơ cấu điện từ biến đổi điện năng thành cơ năng

• Nam châm điện được sử dụng rộng rãi rơ-le điện cơ, công tắc tơ………

2 Cấu tạo chung :

1 Cuộn dây 2 Mạch từ

3 Nắp từ 4 Lò xo nhả

• Cuộn dây : dung để tạo ra từ trường Φ

• Mạch từ và nắp từ: làm từ Fe3O4 dùng để dẫn từ gồm : lõi, đáy, thân, nắp ( phần ứng ) và khe hở không khi δ

• Lò xo nhả: dung để tạo ra lực phản lực khi nắp NCĐ đóng

• Ngoài ra có thể có them cữ chặn

3 Nguyên lý hoạt động:

• Khi cho dòng điện vào cuộn dây NCĐ sẽ sinh ra một sức từ động F = I.W

• Sức từ động F =I.W tạo ra từ thong Φ chảy trong mạch từ

• Từ thông qua khe hở không khí Φδ sinh ra lực điện từ và kéo nắp NCĐ đóng lại (δ=0)

• Khi dòng điện vào cuộc dây NCĐ = 0 thì sức từ động F=I.W=0 thì từ thông khe hở không khí = 0 => Lực điện từ = 0 => Lò xo kéo nắp mở

4 Thông số cơ bản của mạch từ

- Sức từ động : F = I.W (A.vòng)

- Từ cảm : B

S

Φ

= (T hay Wb/ 2

m ) với Φ:từ thông (Wb) S:tiết diện ống từ thông (m2)

- Cường độ từ trường : H=F

l (A/m) với l:chiều dài mạch từ (m)

- Hệ số từ thẩm vật liệu từ: B

H

µ = (H/m) (với chân không hoặc không khí có : 7

µ µ = = π − H/m)

- Từ trở mạch từ : R l.

S

µ =µ (H−1)

- Từ dẫn mạch từ : G 1 .S

Rµ l

µ

= = (H)

5 Phân loại:

• Theo tính chất của nguồn :

-NCĐ 1 chiều

-NCĐ xoay chiều

• Theo cách mắc cuộc dây NCĐ với nguồn:

-NCĐ cuộn dòng : Cuộn dây mắc nối tiếp với nguồn

Đường kính dây lớn (d lớn), số vòng dây ít (W ít) -NCĐ cuộn áp : Cuộn dây mắc song song với nguồn

Đường kính dây nhỏ (d nhỏ), số vòng dây nhiều (W lớn)

• Theo dạng mạch từ:

-Chữ E: - cuộn dây ở cực từ giữa

- cuộn dây ở 2 cực từ bên -Chữ U: - nắp thẳng

- nắp quay

6 Sự giống và khác nhau giữa NCĐ 1 chiều và xoay chiều

• Sự giống nhau

- Là cơ cấu điện từ dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng

- Nguyên lí làm việc : Điện từ

- Cấu tạo : Đều có 2 bộ phận chính là mạch từ ( phần từ) và cuộn dây (phần điện)

• Sự khác nhau

NCĐ xoay chiều NCĐ một chiều

Làm việc ở điện áp xoay chiều Làm việc ở điện áp một chiều Mạch từ được ghép bởi các lá

thép kĩ thuật điện mỏng ( tôn

silic)

Mạch từ có cấu tạo nguyên khối (sắt non)

Có tổn hao từ trễ và dòng điện

xoáy

Không có tổn hao từ trễ và dòng xoáy

Có vòng chống rung Không cần vòng chống rung Dòng điện trong cuộn dây phụ

thuộc vào khe hở không khí

Dòng điện trong cuộn dây không phụ thuộc vào chiều dài khe

7 Đặc tính động của NCĐ

• Đặc tình động của NCĐ là tời gian tác động, thời gian nhả của

nó Đây là thông số quan trọng của NCĐ

• Thời gian tác động của NCĐ là khoảng thời gian kế từ khi cấp điện cho NCĐ cho đến khi nắp NCĐ chuyển động xong ( δ=

δmin): ttđ

• Thời gian nhả của NCĐ là khoảng thời gian kể từ khi ngắt điện NCĐ cho đến khi NCĐ mở xong (δ= δmax): tnh

• ttd=t1+t2

tnh=t3+t4

t1: thời gian khởi động khi đóng

t2: thời gian chuyển động khi tác động

t3: thời gian khởi động khi nhả

t4: thời gian chuyển động khi nhả

• Đặc tính động của NCĐ 1 chiều:

-Đưa I vào cuộn dây (W) , I tăng từ từ đến giá trị Ikđ Trong khoảng thời gian này lực điện từ do nó sinh ra bé hơn Flò xo nên nắp NCĐ không chuyển động Đây là khoảng thời gian t1

-Khi i=ikđ thì lực điện từ lớn hơn Flò xo nên nắp NCĐ chuyển động dẫn đến δ thay đổi => I thay đổi.Khi kết thúc chuyển động δ=δmin

thì I= Iổn đinh Đây là khoảng thời gian t2

-Khi ngắt điện cuộn dây NCĐ (i=0) -> xảy ra quá độ -> dòng điện

I giảm từ giá trì Iổn đinh đến giá trị Inh.Trong khoảng thời gian này lực điện từ lớn hơn lực Flò xo nên nắp NCĐ không chuyển động Đây là khoảng thời gian t3

-Khi dòng điện I nhỏ hơn Inh và giảm về 0 thì lực điện từ nhỏ hơn

Flò xo nên nắp của NCĐ chuyển động => δ biến đổi từ δmin thành

δmax Đây là khoảng thời gian t4.

• Đặc tính động của NCĐ xoay chiều

-Về cơ bản NCĐ xoay chiều có đặc tính động giống như NCĐ 1 chiều cũng gồm tnh và tkđ

-Nhưng do dòng điện xoay chiều biến thiên toàn hoàn theo thời gian nên việc xác định thời gian t1 và t3 khác với NCĐ 1 chiều còn thời gian t2 và t4 tình tương tự