Chương 3 : KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ
1.2.Nam châm điện:
1. Nam châm điện
1.2.Nam châm điện:
Nam châm điện là một bộ phận rất quan trọng của khí cụ điện. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.
Nam châm điện được dùng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: tự động hóa, các loại rơ le, công tăc tơ,...
Trong công nghiệp, nó được dùng ở cần trục để nâng các tấm kim loại. Trong truyền động điện, nó được dùng ở các bộ ly hợp, các van điện từ,...
Trong sinh hoạt hàng ngày, nam châm điện được ứng dụng rộng rãi như: chuông điện, loa điện,...
1.2.1. Cấu tạo nam châm điện:
Gồm 3 bộ phận chính:
- Cuộn dây (phần điện).
- Mạch từ động (Nắp nam châm)
- Mạch từ tĩnh( Thân nam châm)
Trong thực tế, ta thường gặp hai loại sau:
- Cấu tạo: gồm có cuộn dây, lõi sắt từ (phần cố định và phần di động). Hình 3-1.
b. Loại không có nắp:
- Cấu tạo: gồm cuộn dây và lõi sắt từ. Đối với loại này, các vật liệu sắt thép bị hút được xem như là nắp.
MẠCH TỪ ĐỘNG (NẮP NAM CHÂM)
MẠCH TỪ TĨNH (THÂN NAM CHÂM)
CUỘN DÂY NAM CHÂM
ĐƯỜNG SỨC TỪ TRƯỜNG F
LỰC HÚT ĐIỆN TỪ
Hình 3.1. Nam châm loại có nắp chuyển động
1.2.2. Nguyên lý làm việc (cho cả hai loại):
Sự làm việc của nam châm điện dựa trên nguyên tắc điện từ, khi một cuộn dây có N vòng dây quấn được bố trí trên mạch từ. Cho dòng điện I đi qua cuộn dây sẽ sinh ra từ trường, vật liệu sắt từ đặt trong từ trường đó sẽ bị từ hóa và phân cực tính. Từ thông xuyên qua vật liệu sắt từ theo đường khép kín. Theo quy định, chỗ từ thông đi ra ở vật liệu sắt từ gọi là cực bắc (N), chỗ từthông đi vào gọi là cực nam (S).
Hình 3-2 ta thấy, cực tính của vật liệu sắt từ khác dấu với cực tính của cuộn dây nên vật liệu sắt từ bị hút về phía cuộn dây bởi lực hút điện từ F.
2 2 i k F =
Nếu lực F đạt giá trị >= lực phản hồi của lò xo, tức là dòng điện I
đạt giá trịdòng điện tác động (I = Itd), nắp từ bắt đầu di chuyển về phía thân từ, quá trình di chuyển của nắp từ 2 sẽ có tốc độ tăng dần do khe hở không khí () bị giảm đi
Nếu đổi chiều dòng điện trong cuộn dây thì từ trường sẽ đổi
chiều, vật liệu sắt từ sau khi từ hóa vẫn có cực tính khác dấu với cực tính của cuộn dây,
do đó vật liệu sắt từ vẫn bị hút về phía cuộn dây. Vì vậy, khi lõi từ mang cuộn dây có
dòng điện, từtrường sẽ làm cho nắp bị từ hóa và hút nắp về phía lõi.
Khi dòng điện trong cuộn dây giảm tới giá trị mà lực F không còn đủ lớn để thắng lực phản hồi của lò xo, nắp từ sẽ bị kéo rời, các mặt cực từ trở về vị trí ban đầu. Giá trị
dòng điện mà tại đó nắp từ bắt đầu rời mặt cực được gọi là dòng điện trở về (Itv), hay dòng điện nhả. Tỷ số: td tv tv I I k = gọi là hệ số trở về.