Вибрация якоря и устранение ее короткозамкнутым витком

В установившемся режиме переменного тока магнитный поток Ф (t) в электромагнитной системе изменяется по синусоидальному закону Ф (t)= Ф_m sin ωt. Поэтому сила тяги F (t), действующая на якорь, согласно (4.10), будет изменяться во времени:

,

где - амплитуда силы тяги, изменяющейся с удвоенной частотой 2 ω по отношению к частоте ω= 2π f питающей сети (рис. 4.6а).

Механическая передача с самовозвратом создает силу F_С, (рис. 4.6б), создаваемую (см. рис. 3.3) возвратной и контактной пружинами (F_С < 0). Под действием силы F_С якорь отрывается от сердечника в окрестностях моментов времени перехода магнитного потока Ф (t) через нулевые значения, когда абсолютное значение | F_С | > F. Под действием знакопеременной силы Δ F=F+ F_С = F - | F_С | якорь вибрирует с частотой 2 f.

В электромагнитных системах переменного тока вибрация якоря устраняется при помощи короткозамкнутого витка (рис. 4.6г). Его изготавливают из меди или латуни (проводника тока) и устанавливают на полюс сердечника таким образом, чтобы он охватывал 70…80% его площади. Тогда переменный магнитный поток Ф разветвляется на поток Ф₁, проходящий по неэкранированной части полюса, и поток Ф₂, проходящий через часть полюса, охваченную короткозамкнутым витком. Потоки Ф₁ и Ф₂ сдвинуты по фазе на угол φ (рис. 4.6в). В реальных системах угол φ составляет 50^о…80^о. Каждый из потоков Ф₁, Ф₂ создает электромагнитную силу тяги, действующую на якорь. Суммарная сила F (рис. 4.6в) пульсирует, не достигая нулевых значений. Конструкция электромагнитной системы создается такой, чтобы в любой момент времени выполнялось условие F > | F_С |. Тем самым устраняется вибрация якоря при помощи короткозамкнутого витка. Максимальный эффект достигается при равенстве амплитуд потоков Ф₁ и Ф₂.