О расчёте магнитных цепей с постоянными магнитами

Если в воздушный зазор магнита внести тело из так называемого магнитомягкого вещества, т.е. из ферромагнитного вещества, которое легко намагничивается в сравнительно слабых полях, то можно пренебречь магнитным сопротивлением тела и утверждать, что внесение такого тела эквивалентно уменьшению зазора и умень­шению магнитного сопротивления зазора. Соответственно вместо прямой ОМ будем иметь прямую ОМ' (рис. 41). Однако магнитное состояние магнита не переходит в точку b' по кривой размагничивания, а переходит в точку k по кривой bmk, и магнитный поток увеличивается до значения Ф_k. Если вновь, удалить тело из воздушного зазора, то магнитное состояние вернется, в точку b по кривой knb. Петля bmknb носит наименование частной петли гистерезиса.

Такого рода явления происходят в электрических генераторах с постоянными магнитами, например в магнето (рис. 42). Полюсные наконечники и якорь магнето имеют малое магнитное сопротивление. Магнитное же сопротивление зазора меняется в зависимости от положения якоря. В положении, изображенном на рисунке, оно имеет наименьшее значение. При повороте якоря на угол π/2 оно имеет наибольшее значение.

Магнитный поток в магнитной цепи магнита при вращении якоря периодически изменяется в пределах от Ф_k до Ф_b (см. рис. 41).

Рис. 41. Частичная петля Рис. 42. Магнето Рис. 43. Частичная петля

гистерезиса гистерезиса

Поток же, пронизывающий обмотку якоря, изменяется по отношению к этой обмотке от + Ф_k до – Ф_k при повороте якоря и обмотки на угол π из положения, указанного на рисунке. Соответственно среднее значение ЭДС, индуктируемой в обмотке за половину оборота якоря, в этих пределах, получается равным:

где Т — время полного оборота якоря.

Если учесть конечное магнитное сопротивление полюсных нако­нечников и якоря, то вместо прямых ОN и ОМ будем иметь кри­вые ОN' и OM' (рис. 33). Отрезки, параллельные оси OF, между кривыми ON и ОМ и между кривыми ON' и ОМ' представляют в масштабе по оси абсцисс значения магнитодвижущей силы вдоль полюсных наконечников и якоря при соответствующих значениях магнитного потока. Их можно получить из кривых намагничивания материала полюсных наконечников и якоря. Вершины b и k частной петли гистерезиса лежат при этом на кривых ON и ON'.