Магнитных сопротивлений

Для реальных участков магнитопроводов электрических машин со сложными формами магнитных сердечников и токоведу-щих тел приходится идти на ряд допущений при необходимости получить даже приближенное решение. Можно допустить упрощения, касающиеся форм поверхностей, распределения токов, свойств сред, законов их движения. Если источники поля находятся достаточно далеко от рассматриваемой зоны поля (т. е. j=0), то целесообразно ввести понятие скалярного магнитного потенциала фт. Ввиду безвихревого характера такого поля (rot H=0) напряженность магнитного поля

Для реальных участков магнитопроводов электрических машин со сложными формами магнитных сердечников и токоведущих тел приходится идти на ряд допущений при необходимости получения даже приближенного решения. Можно допустить упрощения, касающиеся форм поверхностей, распределения токов, свойств сред, законов их движения. Если источники поля находятся достаточно далеко от рассматриваемой зоны поля (т.е. j = 0), то целесообразно ввести понятие скалярного магнитного потенциала <рт. Ввиду безвихревого характера такого поля (rot H = 0) напряженность магнитного поля

Воздействие отрицательных и положительных температур может снизить надежность устройства. Различают параметрическую надежность, характеризуемую постепенным отклонением выходных параметров от номинальных значений, и надежность, характеризуемую интенсивностью внезапных (катастрофических) отказов. Причинами постепенных отказов, вызванных тепловыми воздействиями, являются: снижение изоляционных свойств материалов; увеличение токов утечки; снижение пробивного напряжения; изменение коэффициента усиления и нулевого тока коллектора транзистора; изменение параметров магнитных сердечников (снижение индуктивности насыщения при повышении температуры или пропадание магнитных свойств при достижении точки Кюри); изменение емкости конденсаторов, электрической прочности, потерь; изменение сопротивлений резисторов; увеличение тепловых шумов в резисторах и транзисторах и т. д. Все эти явления могут привести к искажению сигналов до уровня, при котором нормальное функционирование РЭС становится невозможным.

гулировки индуктивности и снижение добротности катушки. Таким образом, данные сердечники используют в высокостабильных, высокочастотных катушках с однослойной обмоткой. Достоинство магнитных сердечников заключается в достижении больших пределов регулировки индуктивности, увеличении добротности катушки и возможности существенного уменьшения ее габаритных размеров. Однако при этом значительно снижается температурная стабильность индуктивности (aL^200-10~6 °С~1), а рабочий диапазон частот ограничен значениями потерь, возникающих в магнитных материалах.

Применение магнитных сердечников позволяет уменьшить размеры катушки и в ряде случаев увеличить ее добротность. Сердечник из магнитного материала, помещенный внутри катушки, концентрирует магнитное поле и тем самым увеличивает ее индуктивность. Кроме того, используя сердечник, который способен перемещаться внутри катушки, можно менять ее индуктивность без изменения числа витков обмотки,

Типы магнитных сердечников и их основные параметры. Применяемые в радиоприборостроении сердечники по конструкции подразделяют на две основные группы: цилиндрические и броневые (см. приложения 1, 2). Их разновидности показаны на 7.10. Основной параметр сердечника— магнитная проницаемость цс, называемая часто эффективной магнитной проницаемостью, показывает, во сколько раз индуктивность катушки с сердечником больше индуктивности той же катушки без сердечника:

Значительное увеличение KL получается при использовании магнитных сердечников.

Размеры я основные параметры цилиндрических магнитных сердечников ( 7.10)

ПРИЛОЖЕНИЕ! Размеры и основные параметры броневых магнитных сердечников типа СБ ( 7.10)

По мере развития техники в системах автоматики все большее значение приобретают устройства хранения и преобразования дискретной информации. Для хранения дискретной информации основным средством остаются и по имеющимся прогнозам будут оставаться в ближайшее десятилетие МОЗУ — магнитные оперативные запоминающие устройства, в которых для хранения информации используются матрицы тороидальных магнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса. В устройствах преобразования информации все большее применение получают полупроводниковые элементы, и особенно интегральные микросхемы. Однако наряду с развитием полупроводниковой микроэлектроники происходят существенные сдвиги и в технике устройств преобразования информации, выполненных на магнитных элементах. Прежде всего это связано с прогрессом в области создания ферромагнитных материалов, развитием и совершенствованием технологии производства ферритовых и микронных ленточных сердечников. Характеристики и параметры выпускаемых в настоящее время магнитных сердечников, а также существующая технология производства элементов позволяют уменьшать число витков во входных обмотках магнитных сердечников до одного и оставлять в элементах после заливки компаундом отверстия для нанесения входных обмоток в процессе сборки узла методом прошивок. Это создает предпосылки для уменьшения числа паек, унификации проектируемых устройств и узлов (основное разнообразие переносится в схемы прошивок), автоматизации процессов сборки. Соответственно снижается стоимость и повышается надежность устройств. Известны особенности магнитных элементов, которые в ряде случаев применения позволяют отдать им предпочтение: способность хранить информацию при отключенных источниках питания, высокая радиационная стойкость, высокая помехозащищенность. Для переключения магнитного сердечника требуется энергия, в 100—1000 раз большая, чем энергия переключения элемента в полупроводниковой микросхеме. Это позволяет, с одной стороны, упростить проектирование соединений внутри узлов, накладывая менее жесткие ограничения на длину и характер прокладки соединительных проводников, с другой стороны, позволяет применять устройства в условиях сравнительно высокого уровня внешних помех (цех, станок,

В книге рассмотрены вопросы проектирования и расчета магнитных элементов, узлов и комплексов с учетом тенденций, наметившихся в магнитной технике за последние годы. Значительное внимание уделено вопросам схемотехники и расчета узлов на магнитных переключателях и магнитно-транзисторных формирователях импульсов тока, принципам многофункционального использования магнитных сердечников накопителя МОЗУ, вопросам применения этих принципов при проектировании цифровых комплексов автоматики. При этом в значительной мере использованы материалы и опыт, полученные в ходе научно-исследовательских работ, выполненных коллективом сотрудников кафедры автоматики и вычислительной техники Ленинградского ордена Ленина политехнического института имени М. И. Калинина, а также опыт преподавания магнитной техники студентам специальности «Автоматика и телемеханика». Главы 1—3 посвящены вопросам расчета и проектирования элементов, главы 4—7 — вопросам проектирования функциональных узлов и комплексов.

где RM = RMi + RM2 + Кмз + RM(, + ЯМ4 — магнитное сопротивление неразветвленной магнитной цепи, равное сумме магнитных сопротивлений отдельных ее участков.

Симметричный магнитопровод ( 9.20, в) неудобен для изготовления и обычно заменяется несимметричным магнитопроводом ( 9.20, г). У такого трансформатора вследствие неравенства магнитных сопротивлений различных стержней магнитопровода значения намагничивающих токов отдельных фаз не одинаковые. Однако эта несимметрия намагничивающих токов существенного значения не имеет.

Формула (11.17) выражает законОма для неоднородной неразветвленной магнитной цепи. Из этой формулы видно, что магнитное сопротивление всей цепи равно сумме магнитных сопротивлений ее последовательно соединенных участков. Так как магнитная проницаемость воздуха * = 1, то магнитное сопротивление воздушных зазоров весьма велико и сильно снижает величину магнитного потока магнитопровода. Поэтому наличие воздушного зазора в рабочем объеме или в самой конструкции магнитопровода требует значительного увеличения н. с. для создания в магнитной цепи магнитного потока.

ротор неподвижен относительно поля статора, причем его положение строго определено. При отсутствии момента сопротивления под действием сил магнитного поля ротор повернется так, что ось его легкого намагничивания совпадет с осью вращающегося потока двигателя ( 21.3, а). Если теперь к ротору приложить момент сопротивления, то он заставит ротор несколько затормозиться, в результате чего появится угол рассогласования 9 ( 21.3, б). Полюсы статора и ротора сместятся, и появится электромагнитный момент, который уравновесит момент сопротивления. С увеличением момента нагрузки на валу возрастает угол 0; соответственно увеличиваются тангенциальные составляющие сил взаимодействия полюсов ротора и статора, т. е. электромагнитный момент. Максимальный момент зависит от разности магнитных сопротивлений ротора вдоль и поперек оси его полюсов. Сделать эту разность значительной нельзя, так как тогда придется уменьшить толщину пакетов стали и тем самым ослабить поток машины; величина потока в конечном счете также определяет максимальный момент.

Насыщение стали учитывается введением нелинейных магнитных сопротивлений ферромагнитных элементов* эквивалентной схемы замещения. К ним относятся магнитные сопротивления ярм Rai, R,2 и полюсов Лв1, Ru2 статора и ротора. Замыкание магнитного потока рассеяния частично по зубу (полюсу) магнитопровода делает магнитные сопротивления Л,! и R,2 также нелинейными. Таким образом, задача расчета магнитных проводимостей потоков рассеяния и взаимной индукции ЭДН является линейной с нелинейными граничными условиями, зависящими от потоков в элементах. Изменение геометрических размеров участков магнитной цепи с изменением угла между магнитными осями обмоток статора и ротора ф = Q/p также влияет на магнитное

1. Для всех нелинейных магнитных сопротивлений эквивалентной схемы замещения ( 6.25), имеющих ферромагнитные участки магнитопро-вода, произвольно задают значения относительной магнитной проницаемости Мт;>1, где j—количество нелинейных сопротивлений. Для немагнитных участков ц,= 1.

Симметричный магнитопровод ( 9.20, в) неудобен для изготовления и обычно заменяется несимметричным магнитопроводом ( 9.20, г). У такого трансформатора вследствие неравенства магнитных сопротивлений различных стержней магнитопровода значения намагничивающих токов отдельных фаз не одинаковые. Однако эта несимметрия намагничивающих токов существенного значения не имеет.

Симметричный магнитопровод ( 9.20, в) неудобен для изготовления и обычно заменяется несимметричным магнитопроводом ( 9.20, г). У такого трансформатора вследствие неравенства магнитных сопротивлений различных стержней магнитопровода значения намагничивающих токов отдельных фаз не одинаковые. Однако эта несимметрия намагничивающих токов существенного значения не имеет.

где 6 — угол нагрузки (угол между О и Ё или угол между осью поля и осью полюсов). На 8.4 показана зависимость электромагнитной мощности от угла 0 неявнополюсной 1 и явнополюсной 2 машины. Пунктиром показан реактивный момент, возникающий из-за различия магнитных сопротивлений в продольной и поперечной осях машины.

где 9 — угол нагрузки (угол между U и ? или угол между осью поля и осью полюсов). На 7.4 показана зависимость электромагнитной мощности от угла 0 неявнополюсной 1 и явнополюсной 2 машин. Пунктиром показан реактивный момент, возникающий из-за различия магнитных сопротивлений в продольной и поперечной осях машины.

При наличии последовательной магнитной цепи с несколькими источниками магнитодвижущих сил (с несколькими катушками с током, расположенными на магнитопроводе) в соответствии с законом Ома для магнитной цепи магнитный поток прямо пропорционален алгебраической сумме магнитодвижущих сил, действующих в цепи, и обратно пропорционален сумме магнитных сопротивлений ее участков: