Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Основные понятия о магнитных цепях
Работа многих электротехнических устройств основана на использовании индукционного и силового действия магнитного поля
Индукционное действие магнитного поля состоит в том, что в катушке, пронизываемой переменным магнитным потоком, а также в проводнике, движущемся относительно магнитного поля, индуктируется ЭДС. Силовое действие магнитного поля заключается в том, что на электрические заряды, проводники с токами и детали из ферромагнитных материалов, находящиеся в магнитном поле, действуют электромагнитные силы. Для получения требуемой ЭДС или силы в электромагнитном устройстве должно быть создано магнитное поле определенной интенсивности и направленности действия. С этой целью в каждом электромагнитном устройстве имеется магнитная цепь (магнитная система), состоящая из магнитопровода, выполняемого в общем случае из различных ферромагнитных материалов, и одной или нескольких намагничивающих обмоток. У ферромагнитных материалов r 1 и
a o (кобальт, никель, железо и их сплавы)
свойства магнитных материалов оценивают по кривой намагничивания.
Основные законы магнитных цепей
Первый закон Кирхгофа, по которому алгебраическая сумма магнитных потоков в узле магнитной цепи равна 0:
Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи или закон полного тока
Циркуляция вектора напряженности магнитного поля Н по замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.
Если контур интегрирования охватывает W витков, то
Закон Ома для участка магнитной цепи длиной ℓср и площадью S.
При напряжении UM между концами участка связь
между напряженностью магнитного поля Н
и индукцией В.
В этом выражении Ф аналогичен току
электрической цепи, а магнитное напряжение –
электрическому напряжению.
Тогда магнитное сопротивление
Расчет однородных магнитных цепей постоянного тока
При расчете магнитных цепей возникают, как правило, две задачи — прямая и обратная. При прямой задаче обычно задаются геометрия цепи, материал и магнитный поток. Нужно определить магнитодвижущую силу. При обратной задаче задаются геометрия, материал и магнитодвижущая сила. Необходимо определить магнитный поток.
Магнитная цепь является однородной, когда во всей цепи В и Н постоянные, т. е. на всех участках цепи один материал и одинаковое сечение.
Прямая задача
а) по заданному потоку Ф вычисляют магнитную индукцию
б) по кривой намагничивания – напряженность магнитного тока B=f(H)
в) по закону полного тока — магнитодвижущую силу
Обратная задача
а) по закону полного тока определяют напряженность магнитного поля
Н = wI/ ℓср
б) по кривой намагничивания находят магнитную индукцию;
в) магнитный поток вычисляют по соотношению Ф= ВS
Расчет неоднородных магнитных цепей
а) всю цепь разделяют на однородные участки (участки имеют одинаковый материал и равные сечения);
б) по известному потоку Ф определяют индукцию на участках
в) индукция в зазоре равна индукции соседнего участка. Обычно зазор очень мал, поэтому его сечение считают равным площади сечения соседнего участка
г) по кривой намагничивания вычисляют напряженность на каждом участке;
д) напряженность в воздушном зазоре находят из соотношения
е) по закону полного тока вычисляют магнитодвижущую силу
Расчет несимметричной разветвленной неоднородной магнитной цепи
Прямая задача
а) составляется уравнение по первому закону Кирхгофа для магнитных цепей
б) составляются уравнения по второму закону Кирхгофа для магнитных цепей
(закон полного тока для двух замкнутых контуров)
полученная система из трех уравнений имеет три неизвестные
(два потока и магнитодвижущую силу):
в) по известному потоку определяется индукция на участке.
Магнитные цепи с переменной МДС – это цепи в которых магнитный поток возбуждается намагничивающими обмотками, питаемыми переменным током.
При подключении синусоидального напряжения к обмотке с ферромагнитным сердечником в кривой тока появляются высшее гармоники и МДС катушки возбуждает основной магнитный поток Ф и поток рассеяния Ф. Поскольку напряжение источника изменяется будут изменятся МДС, магнитные потоки и в обмотке будут индуктироваться ЭДС самоиндукции
Наличие ЭДС самоиндукции
Приводит при переменном токе к уменьшению действующего значения тока
Потери мощности состоят из потерь Робм – активные потери в обмотке (в меди) и дополнительные потери в магнитопроводе ( в стали), которые состоят из потерь на гистерезис (при изменении магнитного потока) и потерь на вихревые токи.
Ток можно разложить на две составляющие активную Ia (обусловленную потерями мощности в ферромагнитном магнитопроводе) и реактивную Ip (необходимую для возбуждения основного магнитного потока). В магнитных цепях при наличии воздушного зазора ток Ip намного превышает ток Ia.. Угол называют углом потерь (он состовляет несколко градусов, а угол близок к 90.