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

3. Определить превышение температуры

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

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) = Н_n·l_n ,

где l_n-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,
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