Электромагнитных устройствах

Чтобы многие электромагнитные устройства могли выполнять те функции, на которые они рассчитаны, в их магнитопро-воды приходится вводить воздушные зазоры. В некоторых электромагнитных устройствах вместо намагничивающих обмоток используются постоянные магниты.

В зависимости от назначения и технических данных электромагнитных устройств их магнитные цепи бывают весьма разнообразными и отличаются родом тока, конструктивными особенностями, габаритными размерами, а следовательно, и массой.

На 6.1 в качестве примера показаны магнитные цепи некоторых электромагнитных устройств. Цифрой 1 обозначены ферромагнитные части магнитопроводов, цифрой 2 — воздуш-

6.10. ЯВЛЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В МАГНИТНЫХ ЦЕПЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСТРОЙСТВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, И НЕКОТОРЫЕ ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ЭДС самоиндукции приводит при переменном токе к уменьшению действующего значения тока. Очевидно, обмотки электромагнитных устройств переменного тока должны иметь меньшее сопротивление /•[ для получения заданного тока, чем обмотки аналогичных электромагнитных устройств постоянного тока, в которых ЭДС не индуктируются.

У большинства электромагнитных устройств с ферромагнитным магнитопроводом существуют следующие соотношения между максимальными значениями потоков и ЭДС: Фт :» » Фрт, а поэтому и Ет » Ер,„; кроме того, обычно Ет » /„/,. Учитывая это, можно сделать вывод о том, что наибольшее влияние на значение тока катушки оказывает ЭДС е от основного магнитного потока Ф.

Для уменьшения потерь на перемагничивание ДР, магнито-проводы электромагнитных устройств, работающих на переменном токе, изготовляют из магнитно-мягких ферромагнитных материалов с узкой петлей гистерезиса. Для уменьшения потерь на вихревые токи ДРВ магнитопроводы устройств, работающих при переменном токе частотой 50 Гц, изготовляют не из сплошного материала, как показано на рис 6.22, а, а из отдельных изолированных друг от друга стальных листов ( 6.22,6) толщиной d = 0,35 -=- 0,5 мм. Это приводит к увели-

Изготовление магнитопроводов из отдельных изолированных листов является одной из важнейших конструктивных особенностей устройств, работающих на переменном токе. В отличие от этого магнитопроводы электромагнитных устройств постоянного тока изготовляются, как правило, из сплошного ферромагнитного материала. Исключением являются некоторые части магнитопроводов электромагнитных устройств постоянного тока, которые по условиям работы подвергаются периодическому перемагничиванию.

Рассматривая конструктивные особенности электромагнитных устройств переменного тока, следует остановиться на

Как видно, в отличие от 1* электромагнитных устройств с

постоянной МДС, у которых сопротивление обмотки не зависит от напряжения на ее выводах, у электромагнитных устройств с переменной МДС полное сопротивление обмотки (равное примерно ее индуктивному сопротивлению) с увеличением напряжения изменяется. Пока напряжение относительно невелико и материал магнитопровода не насыщен, сопротивление обмотки остается примерно постоянным; по мере увеличения напряжения и степени насыщения ферромагнитного материала сопротивление значительно уменьшается.

6.1. ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСТРОЙСТВАХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЯХ

Чтобы многие электромагнитные устройства могли выполнять те функции, на которые они рассчитаны, в их магнитопро-воды приходится вводить воздушные зазоры. В некоторых электромагнитных устройствах вместо намагничивающих обмоток используются постоянные магниты.

В заключение следует сказать, что, исходя из технике-экономических соображений, в электромагнитных устройствах с постоянными магнитами последние составляют обычно лишь часть магнитопровода. Остальная ее часть выполняется из магнитно-мягкого материала и содержит обычно воздушные зазоры. Для расчета такой магнитной цепи должна быть построена эквивалентная во. а. х. Ф((/М)К), а затем график Ф = = / (— 1/м ж) с учетом всех участков магнитной цепи.

6.9. ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Между работой электромагнитных сил и изменением запаса энергии магнитного поля существует зависимость, по которой можно определить электромагнитные силы, действующие во многих электромагнитных устройствах. Воспользуемся указанной зависимостью для определения тягового усилия F электромагнита ( 6.20).

6.9. Тяговое усилие в электромагнитных устройствах . . 220

можно заметить, что такое смещение фаз вызвано запаздыванием изменения потока по отношению к намагничивающему току. Чем шире динамическая петля, тем больше сдвиг пулевых фаз потока и тока. Для упрощения анализа физических процессов, происходящих в электромагнитных устройствах, часто прибегают к идеализации динамических петель. Например, пренебрегая потерями в сердечнике совмещают прямую и обратную ветви петли ( 12.6,а). При этом кривая тока становится симметричной и исчезает сдвиг нулевых фаз потока и тока ( 12.6,6).

-В настоящей книге приведены сведения по теории магнетизма в объеме, достаточном для понимания основных,физических цроцессов, имеющих место при намагничивании и перемагничивании ферро- и фер-римагнетиков (образование доменных структур, ход технической кривой намагничивания и др.); рассмотрены магнитные материалы, используемые в электромагнитных устройствах, их классификация и свойства; изложены физические основы и важнейшие принципы построения электромагнитных устройств аналогового и дискретного действия, используемых в информационно-измерительной технике; отдельно рассмотрены'системы с постоянными магнитами; даны справочные сведения, необходимые для выполнения расчетов, например при курсовом проектировании; приведены контрольные вопросы. При из-дожении материале'основное внимание обращено на физические принципы, а техническая реализация устройств рассмотрена в виде отдельных расчетных примеров. . ,..,,„ '",' 'Для усвоения содержания данной книги необходимо знание физику, математики, и теоретически>с основ электротехники в.объеме программ электротехнических вузов. ' .".,,:-

Магнитные цепи служат для формирования рабочего магнитного потока в электрических машинах, трансформаторах, электроизмерительных приборах и других электромагнитных устройствах.

Излагая н книге формальные методы математического анализа и расчета электрических цепей и электромагнитных полей, авторы сохраняют главную традицию, идущую еще от основателя кафедры теоретических основ электротехники Ленинградского политехнического ишлитута и одного из основоположников отечественной школы теоретической электротехники академика В. Ф. Миткевича, заключающуюся в сочетании формальных методов расчета с рассмотрением физических явлений в электромагнитных устройствах.

На В.15,а показан принцип действия индуктивного датчика давления. С изменением давления Р в резервуаре изменяется воздушный зазор & между якорем Я и магнитопроводом М магнитной системы электромагнитного устройства. Обмотка w включена на синусоидальное напряжение LJ. Значение тока i, регистрируемого измерительным орг'аном МО, зависит от электрического сопротивления обмотки, которое в электромагнитных устройствах является преимущественно индуктивным: A'=coL. Индуктивность обмотки L=w