Магнитных напряжений

§ 11.2. ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПОСТОЯННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

Форма петель гистерезиса, величины Вг и Яс зависят от химического состава магнитного материала и от технологического процесса его изготовления. У современных магнитных материалов величина Яс изменяется в пределах от 1 до 10 кА/м, а Вг от 0,3 до 1,5 Т.

П. 1.1. Основные характеристики магнитных материалов в периодических переменных полях

§ 11.2. Основные величины и характеристики магнитных материалов в

В табл. 1.3 представлены значения коэффициентов железоникельалюминийкобальтовых и самарийкобальтовых магнитных материалов [6].

Таблица 1.3 Характеристики некоторых магнитных материалов

Стабилизация магнита в воздухе не рекомендуется для магнитных материалов, имеющих малые значения Вг и Не, так как значительно снижается степень использования магнита. Стабилизация магнита внутри машины проводится при воздействии максимально возможного размагничивающего поля, возникающего в процессе работы, полем внезапного короткого замыкания. В этом случае магнит из намагничивающего аппарата помещают в цилиндр из магнитомягкого материала, шунтирующий полюса, и затем в магнитную систему генератора. При работе генератора напряжение на клеммах будет выше номинального. Проводя 3-5 раз внезапное короткое замыкание, магнит стабилизируют. При коротком замыкании рабочая точка смещается в точку К, при снятии короткого замыкания получают стабильную рабочую точку М. Прямая возврата KN является внешней характеристикой магнита, рабочий участок которой КМ и определяет состояние магнита от холостого хода (точка М) до короткого замыкания (точка К).

цессов намагничивания сердечника (магнитного материала). Развитие магнитной техники неразрывно связано с успехами в области физики магнетизма, технологии производства магнитных материалов, расчета магнитных и электрических цепей, магнитных измерений.

Совершенствование и дальнейшее развитие электромагнитной техники продолжается по двум направлениям: улучшение параметров и уменьшение габаритов известных ранее устройств за счет применения новых магнитных материалов, улучшения конструкции и т. п. и использование принципиально новых путей.

Быстрое развитие науки о магнетизме, освоение новых магнитных материалов с уникальными свойствами, успехи микроэлектроники несомненно приведут к совершенствованию электромагнитных устройств, что будет способствовать дальнейшему развитию одной из важнейших отраслей народного хозяйства — информационно-измерительной техники.

Теория образования доменных структур и перестройки их под действием внешнего поля, что определяет ход кривых намагничивания, является важнейшим разделом теории магнетизма, тесным образом связанным с техническими свойствами магнитных материалов.

Между расчетами нелинейных электрических цепей постоянного тока и магнитных цепей с постоянными МДС нетрудно установить аналогию. Действительно, из уравнения (7.7) следует, что магнитное напряжение на участке магнитной цепи равно произведению магнитного сопротивления 'участка на магнитный поток UM =?„&• Эта зависимость аналогична закону Ома для резистивного элемента электрической цепи постоянного тока U = rl [см. (1.1)]. Сумма магнитных напряжений в контуре магнитной цепи равна сумме МДС этого контура 2 f/M = = SF [см. (7.26)], что аналогично второму закону Кирхгофа для электрических цепей постоянного тока S U = Б? [см. (1.10)].

Для каждого из замкнутых контуров можно составить уравнение по закону полного тока, которое обычно называют уравнением второго закона Кирхгофа для магнитной цепи. Согласно второму закону Кирхгофа алгебраическая сумма н. с, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений магнитных напряжений в нем:

Используя уравнение (12.18а), можно построить вольт-амперную характеристику катушки с сердечником, имеющим воздушный зазор. Для этого нужно задаться рядом действующих значений напряжения на катушке, затем по (12.8а) определить соответствующую величину Вт. Подставляя в уравнение (12.18а) значения магнитных напряжений, найдем действующие значения эквивалентного синусоидального тока. Графическое решение уравнения (12.18а) показано на 12.17.

Воздушный зазор в сердечнике спрямляет вольт-амперную характеристику катушки, делая ее практически линейной на значительном участке ( 12.18,а). Длина линейного участка во многом определяется соотношением магнитных напряжений на воздушном зазоре и на ферромагнитном участке магнитопровода, т. е. шириной зазора ( 12.18,6).

В последнем разделе рассматриваются вопросы расчета •магнитных цепей с учетом проводимостей воздушных зазоров и потоков рассеяния. При расчете проводимостей воздушного зазора использованы два метода расчета: метод, •основанный на экспериментальном исследовании распределения поля и магнитных напряжений между полюсами конечных размеров при различных формах полюсов и метод замены поля суммой элементарных полей, имеющих простые

Обратную задачу — определение магнитного потока по заданным намагничивающим силам — нельзя решить так же просто, как для однородной цепи, так как неизвестно распределение магнитных напряжений между участками. Для решения обратной задачи применяют графоаналитические методы, которые здесь не рассматриваются.

Между расчетами нелинейных электрических цепей постоянного тока и магнитных цепей с постоянными МДС нетрудно установить аналогию. Действительно, из уравнения (7.7) следует, что магнитное напряжение на участке магнитной цепи равно произведению магнитного сопротивления участка на магнитный поток U -г Ф. Эта зависимость аналогична закону Ома для резистивного элемента электрической цепи постоянного тока U = rl [см. (1.1)]. Сумма магнитных напряжений в контуре магнитной цепи равна сумме МДС этого контура St/M = = EF [см. (7.26)],что аналогично второму закону Кирхгофа для электрических цепей постоянного тока S U = "LE [см. (1.10)].

Между расчетами нелинейных электрических цепей постоянного тока и магнитных цепей с постоянными МДС нетрудно установить ана-логикх Действительно, из уравнения (7.7) следует, что магнитное напряжение на участке магнитной цепи равно произведению магнитного сопротивления участка на магнитный поток UM =rM&- Эта зависимость аналогична закону Ома для резистивного элемента электрической цепи постоянного тока U = rl [см. (1.1)]. Сумма магнитных напряжений в контуре магнитной цепи равна сумме МДС этого контура S t/M = = 2F [см. (7.26)], что аналогично второму закону Кирхгофа для электрических цепей постоянного тока 2 U = 2? [см. (1.10)].

Методы расчета магнитных напряжений различных участков цепи имеют особенности, обусловленные размерными соотношениями, характером распределения потока, необходимостью учета влияния потока рассеяния и другими факторами [12].

При расчете магнитных напряжений зубцовых зон принимается допущение, что линии равного магнитного потенциала в поперечном сечении машины представляют собой окружности с центром на оси вращения ротора. При этом допущении магнитное напряжение зубцовой зоны статора FZl или ротора FZ2 определяется разностью магнитных потенциалов между эквипотенциальными поверхностями (на поперечном сечении — окружностями) , проходящими по дну пазов и по поверхности головок зубцов [14].

При расчете магнитного напряжения зубцов с резко изменяющимся по высоте сечением, например зубцов двухклеточного ротора асинхронного двигателя и короткозамкнутого ротора с фигурными пазами, зубцы также делятся по высоте на два участка с плавно изменяющимся сечением, при этом магнитное напряжение зубцов равно сумме магнитных напряжений участков.