Провести построение и расчет картины магнитного

Расчёт и построение магнитного поля электромагнита

г. Череповец

2015 г.

Расчет и построение магнитного поля

Электромагнита.

Параметры катушек с ферромагнитными сердечниками могут быть определены по известной картине распределения магнитного поля, создаваемого токами, протекающими в обмотках катушек.

Точный расчет картины магнитного поля возможен для ограниченного числа случаев. Поэтому большое распространение имеют приближенные методы построения картины магнитного поля. При приближенном построении картины магнитного поля при постоянном токе обычно применяют следующие допущения:

- Магнитную проницаемость материала магнитной цепи принимают бесконечно

большой;

- Картину поля рассматривают в плоскости, то есть изменением поля по одной

из 3-х координат пренебрегают;

- Ширину обмоток с током принимают бесконечно малой и сечение ее считают

бесконечно узким прямоугольником, расположенным непосредственно около

поверхности сердечника;

В этом случае объемное распределение тока заменяется токовым слоем. При указанных допущениях картина магнитного поля в пространстве около сердечника должна удовлетворять следующим условиям:

- Линии Н везде должны пересекаться с линиями равного магнитного потенциала под прямым углом, то есть касательная к ним в точке их пересечения должна быть расположена под углом 90 градусов;

- Поверхность сердечника при отсутствии на нем обмотки с током является поверхностью равного потенциала, поэтому линии магнитной напряженности должны подходить к поверхности сердечника в областях, где нет токовых слоев, под прямым углом, то есть касательная к линии магнитной H в месте подхода линии Н к поверхности сердечника должна быть расположена под углом 90 градусов к поверхности;

- Линии равного магнитного потенциала проводятся так, чтобы приращение потенциала между соседними линиями было везде одинаковым;

- Линии магнитной напряженности проводятся таким образом, чтобы весь поток обмотки подразделялся на целое число трубок равного потока;

Линии магнитной напряженности и линии равного магнитного потенциала образуют ортогональную сетку с криволинейными прямоугольниками, у которых отношение сторон везде одинаково.

Провести построение и расчет картины магнитного

поля электромагнита (рис 1)

Первая обмотка электромагнита состоит из 2-х секций а и b, расположенных на полюсах электромагнита по обе стороны воздушного зазора и соединенных последовательно.

Вторая обмотка состоит также из 2-х катушек, расположенных на крайних стержнях ярма и также соединенных последовательно.

Полное число витков обмоток W₁ и W₂ а силы токов в них I₁ и I₂, длина элементов в направлении, перпендикулярном чертежу - L

Необходимо:

1) Приближенным методом построить две картины магнитного поля для случаев, когда:

а) I₁≠0 I₂=0 и

б) I₁=0 I₂≠0

Промежуток между полюсами должен быть разделен а заданное число параллельных интервалов;

2) По построенной картине поля рассчитать коэффициенты самоиндукции каждой обмотки L₁ и L₂ и коэффициент взаимной индукции M. Коэффициент взаимно индукции М определить для обеих картин поля и убедиться, что М₁₂=М₂₁ ;

3) По значениям L₁, L₂ и М вычислить коэффициент связи между обмотками электромагнита и коэффициент самоиндукции цепи, состоящей из последовательно соединенных обмоток электромагнита при согласном и встречном их включении;

4) Определить потоки и средние значения индукции в сечениях магнитной цепи, указанных на рисунке (, и т.д.);

5) Найти сечение (на рисунке S₀), при котором максимальное значение индукции в ярме B=1 Тл;

6) Построить кривую зависимости результирующей индукции в зазоре В₀ в функции X (рисунок 1);

7) Поле построить в масштабе М1:2;

8) Потоки с торцевых частей не учитывать.

Рассмотрим построение и расчет магнитного поля электромагнита с

сердечником