Данные для построения графика ВАХ магнитопровода

Рис. п8.1.2 –Кривая намагничивания электротехнической стали 1410

и оси для построения ВАХ магнитопровода электромагнита

Из графика ВАХ видно, что максимальное значение м.д.с. в магнитопроводе, кратное 100 (F_{CT max}), равно IH = 300 А. Следовательно, ток в обмотке электромагнита будет

I = F_{CT max}/w = 300/600 = 0,5 A.

Рис. п8.1.3. ВАХ магнитопровода электромагнита

Пример № 8.2

Магнитопровод электромагнита (рис. п8.2.1а), состоящий из П-образного сердечника 1 и ярма (якоря) 2, выполнен из электротехнической стали 1410. Сечения магнитопровода и ярма одинаковы и равны S_CT = 2,5 см², а их суммарная длина составляет l_C = 0,3 м. Обмотка электромагнита содержит витков w = 600. Ток в обмотке I = 0,5 А.

а) б)

Рис. п8.2.1. Эскиз магнитной цепи электромагнита (а)

и его вебер-амперная характеристика (б)

Построить опрокинутые ВАХ зазора электромагнита для δ = 0,01, 0,1 и 0,2см.

Решение

Расчет производим при допущении, что рассеяние магнитного потока отсутствует, а магнитное сопротивление стали пренебрежительно мало по сравнению с магнитным сопротивлением зазора. Т.к зазоров в магнитопроводе электромагнита данной конструкции 2 (два), то в формулах расчета примем: δ₁ = 0,02 см; δ₂ = 0,2 см, δ₃ = 0,4 см.

Поскольку ВАХ воздушного пространства зазора является линейной функцией

где S₀ = S_CT = 2,5 см² = 2,5-10^{-4 м2} – площадь сечения зазора δ;

S₀ = S_CT - магнитная индукция в воздухе (вакууме), Тл,

μ₀ = 4π∙10^–7 – магнитная постоянная вакуума, Гн/м,

H₀ – напряженность магнитного поля в вакууме, А/м,

то для построения графика опрокинутой ВАХ Ф(wI – δ*H₀) достаточно двух точек.

Построение опрокинутой ВАХ зазора начинаем с проставления на оси м.д.с. точки "F", которая соответствует нулевому магнитному потоку при

Выберем для построения второй точки какое-либо значение магнитного потока в вакууме (например, Ф* = 0,4∙10⁴ Вб, что соответствует индукции В* = 0,16 Тл) и проведем линию "засечек". Для определения абсциссы точки используем значение напряженности в вакууме при В* = 0,16 Тл:

Определим м.д.с при В* = 0,16 Тл для различных значений зазора:

при δ₁ = 0,02 см:

при δ₂ = 0,2 см:

при δ₃ = 0,4 см:

На линии "засечек" помечаем точки с абсциссами

и из точки "F" проводим через них прямые до пересечения с графиком ВАХ магнитопровода (точку а3 не строим из-за ограниченности поля диаграммы) (см. рис. п8.2.2).

Рис. п8.2.2. Прямая ВАХ магнитопровода электромагнита

и опрокинутые ВАХ зазоров

Пример № 8.3

Магнитопровод электромагнита (рис. п8.3.1а), состоящий из П-образ­ного сердечника 1 и ярма 2, выполнен из электротехнической стали 1410. Сечения магнитопровода и ярма одинаковы и равны S_CT = 2,5 см², а их суммарная длина составляет l_C = 0,3 м. Обмотка электромагнита w содержит 600 витков, ток в обмотке I = 0,5 А.

а) б)

Рис. п8.3.1. Эскиз магнитной цепи электромагнита (а) и прямая

ВАХ магнитопровода электромагнита с опрокинутыми ВАХ зазоров (б)

Определить величины магнитных потоков в электромагните и индуктивность его обмотки при величинах зазора δ 0,01 см и 0,1 см, используя ВАХ магнитопровода и опрокинутые ВАХ зазора (см. рис. 1мц-3.1б), а также определить силу тяги электромагнита при этих зазорах.

Решение

Для точек c₁ и с₂ пересечения ВАХ магнитопровода с опрокинутыми ВАХ зазоров определяем величины магнитных потоков Ф₁ и Ф₂:

По формуле

соответствующие значения индуктивности обмотки электромагнита будут:

По формуле

соответствующие магнитные индукции в воздушном зазоре будут;

По формуле

где F_T – сила тяги, Н;

В - магнитная индукция, Тл;

S_CT – площадь сечения, см²;

μ₀ = 4∙π∙10^–7 – магнитная постоянная, Гн/м,

соответствующие значения силы тяги электромагнита будут:

Расчеты показали, что при постоянном значении м.д.с магнитной цепи с увеличением зазорауменьшается тяговое усилие электромагнита, магнитная индукция в зазоре и индуктивность.