Різновидності магнітних кіл

Магнітні кола, так само, як і електричні, можуть бути нерозгалуженими і розгалуженими.

На рис.16 зображено нерозгалужене магнітне коло, в якому магнітопровід складається з двох однорідних феромагнітних ділянок завдовжки відповідно  й , а також двох однакових повітряних

проміжків довжиною  кожен.

 

Рис.16. Нерозгалужене магнітне коло

 

Обмотка збудження, складена з двох послідовно з’єднаних котушок із загальним числом витків , обтікається струмом  і створює намагнічувальну силу , яка збуджує основний магнітний потік , однаковий для всіх перерізів магнітопроводу, і невеликий магнітний потік розсіювання , що замикається в навколишньому повітряному середовищі.

Основною частиною магнітного кола є феромагнітні ділянки, які під впливом намагнічувальної сили  намагнічуються самі і забезпечують необхідну конфігурацію магнітного поля, тим часом як повітряні проміжки мало впливають на форму магнітних силових ліній, але істотно впливають на величину збуджуючого магнітного потоку.

При розрахунку магнітних кіл існує два типи задач: пряма і обернена.

Пряма магнітна задача. Задано: магнітний потік , геометричні розміри магнітопроводу, крива намагнічування магнітопроводу та кількість витків  обмотки. Необхідно визначити намагнічувальну силу , а потім і струм  обмотки намагнічування.

Спочатку знаходять величини магнітної індукції  на кожній ділянці магнітопроводу, як , за якими визначають відповідні напруженості магнітного поля  на окремих ділянках магнітного кола, де  – площа поперечного перерізу -тої ділянки магнітопроводу.

Для феромагнітних ділянок величини  визначають за кривою намагнічування , яка відповідає даному матеріалу, а для повітряних проміжків за формулою:

.

Враховуючи, що в межах кожної однорідної ділянки величина напруженості магнітного поля залишається практично сталою, застосуємо закон повного струму для середньої магнітної лінії магнітопроводу, на якому знаходяться  витків котушки з струмом :

.

Знайдене значення намагнічувальної сили  звичайно збі-льшують на  для врахування магнітного потоку розсіювання .

Оскільки основним опором нерозгалуженого магнітного кола є повітряний проміжок, то при попередніх розрахунках можна знехтувати магнітними напругами  і  і вважати, що намагнічувальна сила:

.

Вибір числа витків  обмотки збудження є неозначеною задачею, якщо не відома величина напруги, що її живить, оскільки необхідна намагнічувальна сила  може бути створена при будь-якій комбінації величини струму, що тече в обмотці збудження, і числа її витків . При заданій напрузі число витків  обмотки визначається за формулою:

.

Обернена магнітна задача. Коли розв’язується обернена магнітна задача, тобто коли необхідно за заданою намагнічувальною силою  визначити збуджуваний нею магнітний потік , задають ряд значень магнітного потоку , визначають для кожного з них відповідну намагнічувальну силу , ,…, , а потім будують магнітну характеристику , що дає можливість знайти графічно необхідний магнітний потік  за заданою величиною намагнічу вальної сили  (рис.17).

Рис.17. Залежність Ф = f (F)

Розрахунок величин магнітних потоків у розгалуженому магнітному колі, збуджених намагнічувальними силами обмоток, розміщених на окремих ділянках магнітопроводу, проводять, виходячи з принципу неперервності магнітного потоку, згідно з яким алгебраїчна сума потоків в ділянках магнітного кола, збіжних до одного вузла, дорівнює нулю, тобто , і співвідношення , яке показує, що в будь-якому контурі магнітного кола алгебраїчна сума намагнічувальних сил дорівнює алгебраїчній сумі добутків напруженостей магнітного поля на відповідні їх довжини ділянок магнітного кола.

Рис.18. Розгалужене магнітне коло

 

Якщо магнітні потоки, спрямовані до вузла, вважати додатними, а потоки спрямовані від вузла, – від’ємними, то стосовно до вузла  розгалуженого магнітного кола (рис.18,а) рівняння неперервності магнітного потоку запишеться так:

.

При обході контурів  і  в напрямку обертання годинникової стрілки можна записати ще два рівняння:   

;

.

Оскільки між величинами магнітних потоків  і відповідними їм напруженостями магнітного поля  існує нелінійна залежність, яка визначається відповідними кривими намагнічування , то систему рівнянь зручно розв’язати графічно.

Для цього необхідно для кожної ділянки розгалуженого магнітного кола побудувати криву , для чого треба абсцису кожної кривої намагнічування  помножити на довжину  відповідної ділянки магнітопроводу, виміряну по середній магнітній лінії, а ординату кожної кривої помножити на площу  поперечного перерізу тієї ж ділянки.

Криві ,  і  відповідно для трьох стрижнів магнітопроводу побудовано на рис.19.

 

 

Рис.19. Криві ,  і

 

Розв’яжемо графічно рівняння. З цією метою, додаючи ординати кривих  і , знайдемо криву , додаючи до абсцис якої відповідні абсциси кривої , одержимо криву , на якій можна за відомою величиною магнітного потоку  знайти відповідну їй величину магнітної напруги ( ), яка дорівнює шуканій намагнічувальній силі .

Одночасно з цим визначаються магнітні напруги  і  проекціями точок  й  на вісь абсцис і величини магнітних потоків  і , як ординати точок  й .

При врахуванні магнітних потоків розсіювання така задача розв’язується методом послідовного наближення.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: