Rм
lср
μа S
– магнитное сопротивление магнитопровода (по аналогии с
электрическим сопротивлением
R l).
γ S
Величина для ферромагнитных материалов непостоянна и сложно зависит
от B, а значит и магнитных цепей.
Rмтоже непостоянно, что затрудняет аналитический расчет
Поэтому, для расчета магнитных цепей нужно иметь кривые
намагничивания B(H) , получаемые
экспериментальным путем (рис.9.5). Первоначальному намагничиванию соответствует кривая, называемая основной кривой намагничивания. Если образец подвергать циклическому перемагничиванию при изменении напряженности магнитного поля от
Hmax
до Hmax , то можем получить
Рис.9.5
семейство петельгистерезиса.
При увеличении напряженности магнитного поля в образце сверх значений
Hmax ( Hmax ) площадь петли гистерезиса уже не увеличивается. Предельная петля
гистерезиса определяет значения остаточной магнитной индукции
Brи
коэрцитивной силы
HС.
Из физики известно, что затраты энергии на один цикл перемагничивания пропорциональны площади петли гистерезиса. Поэтому магнитопроводы, работающие в условиях непрерывного перемагничивания, например, магнитопроводы трансформаторов, выполняют из магнитомягких ферромагнитных материалов, имеющих узкую петлю гистерезиса (листовая электротехническая сталь, пермаллой и др.).
Для изготовления постоянных магнитов используются магнитотвердые ферромагнитные материалы с широкой петлей гистерезиса, имеющие большую остаточную индукцию и большую коэрцитивную силу (ряд сплавов железа с вольфрамом, хромом и алюминием).
-
1 ... 48 49 50 51 52 53 54 55 56
Формула(9.5)полученадлякольцевого
магнитопровода.Но ее распространяют и на магнитные цепи, в которых намагничивающая обмотка сосредоточена на ограниченном участке магнитопровода, когда отдельные участки магнитной цепи выполнены из различных ферромагнитных и неферромагнитных материалов и имеют различное поперечное сечение (рис.9.6). В приближенных расчетах считается, что магнитныйпотокнавсехучасткахцепи
неизменен,
хотя всегда имеет место поток рассеяния
Фσ,
Рис.9.6
который замыкается по воздуху, а не следует по пути магнитопровода.
В расчетах магнитных цепей различают прямую и обратную
задачи. Прямая задача.
Задано: -
геометрические размеры магнитной цепи;
-
характеристики ферромагнитных материалов из которых выполнена
магнитная цепь (кривые намагничивания
B(
H) );
-
магнитный поток Ф, который надо создать в магнитной цепи.
Найти: намагничивающую силу обмотки
F
I
w.
Пусть, например, эту задачу нужно решить по отношению к магнитопроводу, изображенному на рис.9.7.
Магнитная цепь разбивают на три участка, у которых одинаковым является поперечное сечение S магнитопровода, выполненного из однородного материала (a- b, b-c) и воздушный зазор (c-a).
Так как магнитный поток на всех участках цепи постоянен, то, следовательно, на каждом из
участков
магнитная индукция
B Ф, зависящая
S
от площади поперечного сечения, и напряженность магнитного поля H также неизменны.
Все это облегчает нахождение H dl для контура, образованного средней магнитной линией, а, значит и искомой величины намагничивающей силы F,
Рис.9.7
т.к.
F H dl.
Итак,
bca
H dl H1 dl H2 dl H3 dl H1 l1 H2 l2 Hâîç δ
I w.
abc
Здесь
l1 , l2
и δнаходятся из рисунка, а значения
H1 и H2
по известным
значениям
индукции -
Ф
S 11
и
B
Ф S 22
из кривых намагничивания
В(Н).
Для
воздушного зазора δнапряженность магнитного поля соотношения:
H0 определяется из
0H B0
μ0
B0
4 π107
8 105 B
8 105 Ô
Sδ
, A,
ì