Расчет магнитной системы аппаратов

Цель работы: научиться определять токи в катушках электромагнитного механизма, определять магнитные сопротивления

Задание:

1. Определить ток в катушках

2. Определить магнитные сопротивления участков магнитной цепи

 

 

Рисунок 3.1. Тороидальный сердечник сложной конструкции

Таблица 3.1. Исходные данные для решения практической работы № 3

вВариант материал Число витков Включение обмоток Магнитный поток, Ф Вб Длина воздушного зазора l0 см
Участок   Участок 2   Участок 3     W1   W2
Сталь Э11 Лит. сталь чугун встречное 0,3× 10-3 0,11
Сталь Э42 Сталь Э11 Лит. сталь согласное 0,32×10-3 0,15
Сталь Э42 чугун Сталь Э11 встречное 0,34×10-3 0,024
Лит. сталь Сталь Э42 чугун встречное 0,36×10-3 0, 34
Сталь Э11 Сталь Э11 Лит.сталь согласное 0,38×10-3 0,21
чугун чугун Сталь Э11 встречное 0,4× 10-3 0,022
чугун Сталь Э42 Сталь Э42 встречное 0,42×10-3 0,33
Сталь Э11 Сталь Э11 Сталь Э42 согласное 0,44×10-3 0,044
Сталь Э42 чугун чугун встречное 0,46×10-3 0,6
Сталь Э42 Сталь Э42 чугун согласное 0,48×10-3 0,5
Сталь Э11 Сталь Э11 Лит.сталь встречное 0,52×10-3 0,1
Сталь Э42 Сталь Э42 чугун согласное 0,54×10-3 0,2
Сталь Э42 чугун Сталь Э42 встречное 0,56×10-3 0,3
Сталь Э11 Сталь Э11 чугун согласное 0,37×10-3 0,03
Лит. сталь Сталь Э42 Сталь Э42 встречное 0,45×10-3 0,04
Сталь Э42 Лит. сталь Сталь Э11 согласное 0,3× 10-3 0,6
чугун Сталь Э42 Лит. сталь согласное 0,32×10-3 0,5
Лит. сталь чугун Сталь Э42 согласное 0,34×10-3 0,1
Сталь Э11 Лит. сталь чугун встречное 0,36×10-3 0,2
чугун Сталь Э11 Лит. сталь встречное 0,38×10-3 0,3
Лит. сталь Сталь Э42 чугун встречное 0,4× 10-3 0,03
Сталь Э42 Лит. сталь чугун согласное 0,42×10-3 0,04
чугун Сталь Э42 Лит. сталь встречное 0,48×10-3 0,1
Лит. сталь чугун Сталь Э42 согласное 0,52×10-3 0,2
Сталь Э42 Лит. сталь Сталь Э11 согласное 0,54×10-3 0,3

Методические указания к решению практической работы № 3

Под магнитной цепью понимают устройство, которое состоит из одного или нескольких ферромагнитных тел и служит для усиления магнитного поля и образования необходимого пути, вдоль которого замыкается магнитный поток, создаваемый магнитодвижущей силой (МДС) катушки. Магнитная цепь, аналогично электрической содержит источник МДС (ЭДС)- катушку, магнитопроводы и воздушные зазоры.

Магнитные цепи бывают неразветвленные, когда магнитный поток замыкается последовательно по всем участкам магнитопровода и разветвленные, когда магнитный поток замыкается по нескольким параллельным магнитопроводам.

Расчет магнитных цепей преследует одну из двух задач: либо определение МДС, необходимой для создания заданного магнитного потока в рабочем зазоре, либо определение значения потока в рабочем зазоре по заданной МДС.

Магнитная цепь характеризуется следующими параметрами:

- магнитным потоком - Ф, Вб

- магнитной индукцией - В=Ф/S, Тл

- напряженностью магнитного поля –Н, А/м

- магнитной проницаемостью - µ = В/Н, Гн/м

- магнитодвижущей силой – F = i w , А

Алгоритм расчета

1. Определяется площадь поперечного сечения каждого участка, м2

S=

2. Определяется величина магнитной индукции для каждого участка, Тл

3. Определяется напряженность магнитного поля каждого участка, А/м из таблицы 3.2

4. Напряженность воздушного зазора определяется по формуле

Н =

где:

В0 – магнитная индукция воздушного зазора

μ0 – магнитная проницаемость воздуха, Гн/м

 

μ0 = 4 π·10-7

5. Записывается закон полного тока для заданной магнитной цепи, учитывая при этом способ включения катушек

I(W1±W2) = Нi·li ,

где ln-длина каждого участка, м

«плюс»- для согласного включения катушек;

«минус» - для встречного включения катушек

6. Определяется ток в катушках, А

I =

7.Определяется магнитная проницаемость каждого участка, Гн/м

 

8.Определяется магнитное сопротивление каждого участка,

 

Rм =

Таблица 3.2. Характеристика некоторых магнитных материалов

Индукция В, Тл Напряжённость магнитного поля Н, А/м
Электротехническая сталь марки Литая сталь Чугун
Э 11 Э 42
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6 -
1,7 - -
1,8 - -

Практическая работа № 4