Две задачи расчета неразветвленных магнитных цепей
Формула, выражающая закон полного тока магнитной цепи, была получена для кольцевого магнитопровода постоянного поперечного сечения и с равномерно распределенной обмоткой. Эту формулу распространяют и на магнитные цепи, где намагничивающая обмотка сосредоточена на ограниченном участке магнитопровода, а отдельные участки цепи выполнены из различных ферромагнитных и неферромагнитных материалов и имеют различное поперечное сечение.
В приближенных расчетах магнитных цепей принимают:
1) магнитный поток на всех участках цепи остается одним и тем же, хотя на самом деле в магнитной цепи образуются также потоки рассеяния Фр, которые замыкаются по воздуху;
2) сечение зазоров принимается равным сечению материала, хотя это совсем не так;
3) поле на всем протяжении магнитной цепи равномерное.
В расчетах магнитных цепей различают прямую и обратную задачи.
Прямая задача. Задано: 1)геометрические размеры магнитной цепи; 2)характеристика B=f(H) (кривая намагничивания) ферромагнитных материалов, из которых выполнена магнитная цепь; 3) магнитный поток Ф, который надо создать в магнитной цепи. Требуется найти намагничивающую силу обмотки F = Iw. Решение задачи рассматривается применительно к магнитопроводу, представленному на рис. 35.
|
|
L
в г
I w ∆
а б
Рис. 35
1. Магнитная цепь разбивается на ряд участков с одинаковым поперечным сечением S, выполненном из однородного материала (аб и вг сечение S1, ав и бг сечение S2).
2. Намечается путь прохождения средней магнитной линии (на рис. 35 показано пунктиром).
3. Так как магнитный поток на всех участках цепи остается постоянным, то магнитная индукция B=Ф/S на каждом из участков (B1, B2, B0) и напряженность магнитного поля Н неизменны. Причем напряженность на участках с ферромагнитным сердечником сечением (S1, S2) определяется по кривой намагничивания (Н1, Н2) (рис. 32), в зазоре Н0 = В0/μ0. Закон полного тока запишится
Iw = H1L1 + H2L2 + H0 ∆ (3)
где: L1 = (аб + вг), L2 = (ав + бг)– длины ферромагнитных участков цепи [м], ∆ – ширина воздушного зазора, [м].
Так как все размеры известны, а напряженности определены, нет препятствий для нахождения намагничивающей силы.
Обратная задача. Задано: 1) геометрические размеры магнитной цепи; 2) характеристики ферромагнитных материалов; 3) Намагничивающая сила обмотки Iw. Требуется определить магнитный поток Ф.