4.2. Електромагніти змінного струму

Електромагніти змінного струму мають конструкцію, подібну елек–тромагнітам постійного струму з двома зазорами, показану на рис. 4.1, б. Однак для зменшення втрат від вихрових струмів якір і осердя виготовляють з листової електротехнічної сталі. Переріз якоря і осердя має вигляд прямокутника. Крім того в електромагнітах змінного струму протікають процеси, які дуже відрізняються від процесів у електромагнітах постійного струму.

При протіканні в обмотці змінного струму, у ній крім збудження магнітного потоку Ф виникає процес електромагнітної індукції. Це явище відкрито Фарадеєм у 1834 р. і описано у математичному вигляді Максвелом:

.

Наслідком протікання змінного струму в обмотці є поява змінного магнітного потоку ~Ф. Цей магнітний потік наводить в обмотці змінну ЕРС Е. Всі ці процеси демонструє схема заміщення електромагніта змінного струму, що зображена на рис. 4.2.

Згідно рис. 4.2 можна скласти рівняння, користуючись другим законом Кірхгофа:

(4.5)

З теорії трансформатора відомо, що для режиму холостого ходу, рівняння (4.5) може бути записано у вигляді:

.

Крім того відомо, що

, (4.6)

де U – змінна напруга, підведена до обмотки; f – частота змінного струму; w_m – кількість витків обмотки змінного струму.

З рівняння (4.6) витікає, що магнітний потік в магнітному колі електромагніта змінного струму дорівнює:

. (4.7)

У загальному вигляді сила тяги в зазорі буде:

, (4.8)

що аналогічно виразу для визначення F_З електромагнітів постійного струму. Причому, для електромагнітів змінного струму сила визначається формулою:

– з одним зазором: ; (4.9)

– при наявності двох зазорів:

. (4.10)

В електромагнітах змінного трифазного струму (рис. 4.3) сила тяги буде: . (4.11)

Р озрахунок магнітних кіл електромагнітів електричних апаратів аналогічний розрахунку таких самих кіл трансформаторів, які розглядаються в курсі “Електротехніка, електричні виміри і електромеханіка”.