4.1 Khái quát và công dụng
Trong kỹ thuật điện công nghiệp người ta thường dùng nhiều nam châm.
Nam châm vĩnh cữu làm bằng vật liệu sắt từ cứng có từ dư và lực giữ từ lớn.
Nam châm điện có lõi làm bằng vật liệu sắt từ mềm có độ từ thẩm lớn được từ hóa bởi dòng điện đi qua cuộn dây quấn trên lõi.
Nam châm điện là một bộ phận rất quan trọng của khí cụ điện được dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng trong khí cụ điện.
Trong công nghiệp nó được dùng ở cần trục để nâng các tấm thép.
Trong truyền động điện, nó được dùng trong các bộ ly hợp, van điện từ, bàn từ.
Trong sinh hoạt hằng ngày cơ cấu điện từ được ứng dụng rộng rãi như: chuông điện, loa điện,….
4.2 Phân loại và cấu tạo
4.2.1 Phân loại
Theo tính chất dòng điện có 2 loại: Một chiều và xoay chiều.
Theo hình dáng : Có loại hút chập hay hút quay, hút thẳng, hút ống.
Theo cách mắc cuộn dây vào nguồn điện: Có cuộn dây mắc nối tiếp, cuộn dây mắc song song.
Loại không có nắp: Loại này gồm cuộn dây và lõi sắt từ. Đối với loại này các vật liệu sắt thép bị hút được xem như là nắp.
4.2.2 Cấu tạo
4.2.2.1 Nam châm điện xoay chiều
1. Cuộn dây 2. Lõi thép 3. Nắp
4. Vòng chống rung
SVTH: Lý Ngọc Hà - 36 - Khí Cụ Điện
Khi cuộn dây 1 có điện, từ thông được khép kín qua lõi thép và phần ứng. Do có cực từ trái dấu, phần ứng được hút vào trong lõi cuộn dây, khoảng cách δ giảm. Khi nắp 3 được đậy khít trên lõi 2 lực hút lớn nhất và dòng điện qua cuộn dây giảm nhỏ. Vì vậy phần ứng phải được làm để dể chuyển động. Nếu phần ứng bị kẹt sẽ làm cháy cuộn dây.
Để chống rung, người ta dặt trên mặt phần ứng 1 vòng ngắn mạch 4.
4.2.2.2. Nam châm điện một chiều
Có cấu tạo như nam châm điện xoay chiều như chỉ khác là trên mạch từ không có vòng chống rung.
4.3 Một số ứng dụng của nam châm điện
4.3.1 Khớp ly hợp điện từ
Dùng để thay đổi tốc độ, truyền mô men quay, đổi chiều quay của máy sản xuất khi động cơ chỉ quay theo một chiều.
Khớp ly hợp điện từ là cơ cấu giúp quá trình truyền lực từ trục này sang lực khác bằng lực điện từ.
Khớp ly hợp điện từ có:
Khớp ly hợp điện từ kiểu ma sát.
Khớp ly hợp điện từ kiểu bám.
Khớp ly hợp điện từ kiểu từ trễ.
4.3.2 Bàn nam châm điện
Nhằm giảm bớt công suất, thời gian gá lắp chi tiết khi gia công bằng vật liệu sắt từ, trên một số máy công cụ người ta dùng bàn nam châm điện. Đây là một hệ thống nam châm điện một chiều không có nắp, nắp là vật liệu gia công. Lực giữ chi tiết sẽ càng lớn khi chi tiết được đặt trên càng nhiều lực từ.
Đặc điểm:
Khi gá không cần thiết bị phụ, gá một lúc nhiều chi tiết.
Chi tiết gá không bị biến dạng bởi lực gá nên có thể đạt độ chính xác cao.
Lực giữ phụ thuộc nhiều vào độ sạch bề mặt của bàn.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 37 - Khí Cụ Điện
4.3.3.1.Van điện từ
Dùng để đóng mở các ống dẫn chất lỏng hoặc chất khí. Phần động của nam châm gắn với cơ cấu làm việc của van.
Khi đưa điện vào cuộn dây nam châm điện, lực hút điện từ sẽ làm van đóng hoặc mở. Cần thiết kế sao cho áp lực của chất lỏng được dẫn cùng chiều lực điện từ để điều khiển van được dễ dàng.
4.3.3.2. Phanh hãm điện từ
Phanh hãm điện từ là cơ cấu điện từ dùng để hãm các thiết bị đang quay. Đó là bộ phận không thể thiếu của cần cẩu, thang máy hay tàu điện. Thông thường nhất là loại phanh hãm bằng má và bằng đai, ở các loại này lực hãm và nhả được khuếch đại qua hệ thống đòn bẫy.
4.3.4.Nam châm điện phân ly
Nam châm điện phân ly là cơ cấu điện từ dùng để lọc bụi sắt, thép vụn từ các băng tải thải rác trong các hầm mỏ.
Cấu tạo: Trên mạch từ hình trống có rãnh bên trong đặt các cuộn dây được giữ chặt bằng các nêm phi từ tính, nhờ lực hút của nam châm điện, bụi sắt sẽ được đổ ra một nơi. Nam châm điện phân ly là nam châm điện một chiều, chiều thứ tự các cuộn dây phải đấu sao cho mỗi răng của mạch từ tạo thành một cực từ, để đưa điện áp vào cuộn dây cần hệ thống vành trượt, chổi than vì nam châm điện quay.
TÓM LẠI:
Với sự phát triển của ngành công nghiệp điện năng các thiết bị điện dân dụng, điện công nghiệp cũng như các khí cụ điện được sử dụng ngày càng tăng lên không ngừng. Chất lượng của các khí cụ điện cũng không ngừng được cải tiến và nâng cao cùng với sự phát triển của công nghệ mới. Vì vậy đòi hỏi người làm việc trong các ngành, nghề và đặc biệt trong các nghề điện phải hiểu rõ về các yêu cầu, nắm vững cơ sở lý thuyết khí cụ điện. Đặc biệt là sự phát sinh hồ quang làm hỏng các khí cụ điện.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 38 - Khí Cụ Điện
Nội dung chương này nhằm trang bị những kiến thức cơ bản và cần thiết về cơ sở lý thuyết vật lý để nghiên cứu hiện tượng phát sinh hồ quang và lực điện từ sinh ra trong khí cụ điện nhằm có biện pháp dập tắt và ngăn ngừa bảo vệ hiệu quả các bộ phận của KCĐ.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 39 - Khí Cụ Điện
PHẦN II: CÁC LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
CHƯƠNG 3: CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG