Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Электромагнит постоянного тока
Общие сведения В курсе теоретических основ электротехники задачи расчета магнитных цепей сводятся, как правило, к двум вариантам: расчету намагничивающей силы, необходимой для создания требуемого потока магнитной индукции и расчету магнитных потоков при заданных параметрах магнитопровода и известной намагничивающей силе. Задачи по расчету электромагнитов, рассматриваемые в курсе электрических аппаратов, имеют прикладной характер: требуется рассчитать параметры обмотки, тяговое усилие электромагнита, выбрать обмоточные материалы, марку стали и т. п., но по своей сути также могут быть сведены к двум указанным основным типам. Поэтому, прежде чем приступить к решению конкретных задач, рассмотрим их в самом общем виде, но на конкретных примерах. Задача первого типа. Поток магнитной индукции в магнитопроводе, представленном на рис. 2.3.1.а), равен Ф. Размеры сечения магнитопровода - а ×b. Известны, также, величина зазора ẟ и средняя длина стального участка 1. Требуется рассчитать магнитодвижущую силу F (МДС) обмотки постоянного тока, необходимую для создания заданного магнитного потока. Решение задачи значительно упростится, если начать его с составления схемы замещения (рис. 2.3.1.б). В этом случае становится очевидной прямая аналогия между магнитной цепью и электрической цепью с нелинейными сопротивлениями. В рассматриваемом случае схема замещения будет содержать источник МДС Iw и два магнитных сопротивления: сопротивление стального участка RMcт и сопротивление воздушного промежутка Rẟ. В общем случае, при решении подобной задачи, резистивных элементов в схеме замещения будет столько, сколько па пути магнитного потока будет участков с различным магнитным сопротивлением. Магнитное сопротивление, аналогично электрическому сопротивлению, зависит от удельного сопротивления материала, проводящего поток, длины и площади поперечного сечения магнитопровода: (2.3.1) где µ0 - относительная магнитная проницаемость вакуума, Г/м; µ= f (B) - относительная магнитная проницаемость среды, Г/м; В - магнитная индукция в среде, Т; l -средняя длина участка магнитопровода, м; S -площадь поперечного сечения магнитопровода, м. Относительнаямагнитная проницаемость вакуума является постоянной величиной и в системе СИ µ0= 4π‧10-7Гн/м. В отличие от нее относительнаямагнитная проницаемость ферромагнитной среды изменяется в зависимости от величины магнитного потока, протекающего в этой среде.То есть, рассчитывая магнитные цепи, при определении магнитного сопротивления стального участка следует учитывать физические свойства материала (марка ферромагнетика), геометрические размеры (l и S) и, обязательно, величину потока магнитной индукции в нем. На практике этот учет производится при помощи кривых намагничивания ферромагнетиков (рис. 2.3.2). Это кривые, изображенные в координатах Н - В, где H - напряженность магнитного поля, А/м, В – магнитнаяиндукция,Т. Они косвенно устанавливают зависимость между магнитной индукцией и относительной магнитной проницаемостью материала, поскольку
В = µ0‧µ‧ H. (2.3.2) В соответствии с законом Ома для магнитной цепи поток в магнитопроводе определяется как (2.3.3) В то же время, необходимо помнить, что когда мыговорим "поток", мы имеем в виду "поток магнитной индукции через некоторое сечение", то есть Ф= В‧ S. (2.3.4) Падение магнитного напряжения на участке магнитопровода с сопротивлением RM, в соответствии с законом Ома: U M=Ф‧ R M,(2.3.5) в то же время, магнитное напряжение - это величина, зависящая от длины участка с напряженностью Н: U M= H ‧ l. (2.3.6) В зависимости от постановки задачи мы будем использовать различные формулы для определения одних и тех же физических величин. Анализируя поставленную задачу, можно наметить следующий план ее решения. Первое: намагничивающая сила обмотки, в соответствии со вторым законом Кирхгофа, может быть определена через сумму падений магнитного напряжения в контуре: I w = U Mcт+ U Mẟ (2.3.7), где U Mcт - магнитное напряжение на стальном участке, А; U Mẟ - магнитное напряжение на воздушном промежутке, А. В плане решения задачи использование формулы (2.3.7) будет завершающим этапом, который должно предварять определение магнитных напряжений. Для расчета магнитных напряжений целесообразно применить формулу (2.3.6). Магнитное напряжение па воздушном участке будет равно
U Mẟ = Н ẟ‧ẟ, на стальном участке - U Mcт= Н ст‧ l ст. Учитывая то, что магнитные линии всегда замкнуты и пренебрегая потоками рассеяния (то есть весь поток сосредоточен в рассматриваемом магнитопроводе), можно заключить, что общей физической величиной для всех участков магнитопровода будет магнитный поток, а напряженность магнитного поля на каждом участке будет своя. Напряженность в воздушном промежутке определяется с использованием формулы (2.3.2), относительная магнитная проницаемость воздуха равна единице. Из-за того, что магнитное сопротивление ферромагнетика зависит от величины сосредоточенного в нем магнитного потока, напряженность магнитного поля на стальном участке определяется графически по кривой намагничивания материала: значению индукции В соответствует значение напряженности Н. Таким образом, мы подошли к этапу, с которого должно начинаться решение - определению индукции в участках магнитопровода. Это удобно делать с использованием формулы (2.3.4). Магнитная индукция в зазоре и стали соответственно: Если пренебречь искривлением магнитных линий в воздушном промежутке, можно считать площадь поперечного сечения зазора равной площади поперечного сечения стального участка и равной a × b. Намеченный план решения задачи схематично представлен на рис. 2.3.3. При увеличении числа сред, по которым замыкается магнитный поток, или (и) числа участков магнитопровода. с различной площадью поперечного сечения, ветвление алгоритма решения задачи также увеличится. Задача второго типа. Магнитодвижущая сила катушки электромагнита, представленного на рис. (2.3.1.а), равна F. Известны геометрические размеры магнитопровода и марка материала. Требуется определить магнитную индукцию в воздушном зазоре. Магнитное сопротивление рассматриваемогомагнитопровода имеет нелинейный характер, поэтому установить аналитическую зависимость между потоком и МДС невозможно и задачу необходимо решать графоаналитическим методом. Результатом решения должно быть построение вебер-амперной характеристики магнитной цепи, по которой, для заданной МДС, можно будет определить соответствующие значения потока и индукции в зазоре. В процессе решения задачи заполняется табл. 2.3.1. Количество строк таблицы зависит от количества участков магнитопровода, отличающихся материалом или (и) площадью поперечного сечения. Рассматриваемый в задаче магнитопровод имеет два участка, а таблица - шесть строк. С увеличением числа участков магнитопровода, появятся строки для значений индукции и напряженности соответствующих участков. Количество столбцов таблицы определяется требуемой точностью построения вебер- амперной характеристики.
Таблица 2.3.1
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 84; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.2.15 (0.008 с.) |