Магнитного потенциала

Напряжение генератора ( 13.31) сначала возрастает с увеличением ток:: якоря. Затем вид характеристики начинает изменяться из-за магнитного насыщения (ЭДС якоря перестает увеличиваться, в то время как продолжает возрастать падение напряжения на активном сопротивлении якоря) и размагничивающего действия реакции якоря. В результате напряжение генератора при дальнейшем возрастании нагрузки уменьшается. Из-за непостоянства напряжения генераторы с последовательным возбуждением применяются лишь в немногих специальных случаях.

Если рассматривать потоки этих двух обмоток как существующие независимо, т. е. не учитывать влияние магнитного насыщения, то у такого двигателя частота вращения U- (г + г )/

У парамагнетиков при комнатной температуре х » 10~2-f--4- 10~5. Для большинства парамагнетиков имеет место значительная зависимость х от темпера-туры. От напряженности поля при обычных температурах парамагнитная восприимчивость зависит слабо, но при температурах, близких к О К, парамагнетики можно привести в состояние магнитного насыщения. Внешне парамагнетики отличаются тем, что втягиваются в неоднородное магнитное поле.

На участке 0—/ с увеличением напряженности Я увеличивается магнитная индукция В. Это объясняется тем, что магнитные моменты доменов, ранее ориентированные произвольно, принимают направление внешнего магнитного поля. Затем прирост магнитной индукции за счет внутреннего магнитного поля уменьшается, а далее полностью прекращается, т. е. наступает состояние магнитного насыщения (после точки /) при магнитной индукции Bs.

В основе действия ферромагнитных элементов находится явление магнитного насыщения ферромагнитных материалов и связанная с ним нелинейная зависимость 5 = /(Я) магнитной индукции от напряженности поля в ферромагнитных сердечниках (см. §3.3).

му. Первичная обмотка NI включается в электрическую сеть, напряжение которой Ui является входным напряжением стабилизатора. Выходное напряжение ?/з является разностью напряжений вторичных обмоток Ui = U2—UK, так как компенсационная обмотка включена встречно с основной обмоткой N. При изменении напряжения в сети э.д.с. обмотки N2 изменяется мало, так как стержень, на котором она находится, имеет малое поперечное сечение и поэтому работает в режиме сильного магнитного насыщения. Действие компенсационной обмотки направлено на уменьшение изменений выходного напряжения стабилизатора при изменении входного напряжения. Применяют и другие варианты схемы ферромагнитных стабилизаторов, из которых следует отметить автотрансформаторную и феррорезонансные схемы.

Возможность использования явления магнитного насыщения ферромагнитных материалов для создания усилителей можно показать на примере простейшего дросселя с подмагничиванием постоянным током ( 10.27, а,б). В данном случае на ферромагнитном замкнутом сердечнике имеются две обмотки: NI — обмотка основная включается в цепь переменного тока, No— обмотка дополнительная включается в цепь постоянного тока.

При подмагничивании сердечника постоянным током магнитный поток в сердечнике выражается суммой из двух слагаемых Ф = Ф0,4- ф,т sin о)/, где Ф01— постоянная часть потока, обусловленная намагничивающей силой ioA/o дополнительной обмотки. В этом случае рабочая точка перемещается в область магнитного насыщения (участок 2—3), магнитная проницаемость материала сердечника значительно уменьшается и соответственно уменьшается индуктивное сопротивление основной обмотки. При неизменном значении приложенного напряжения ток в основной обмотке значительно увеличивается (ср. кривые 2 и /). Из этого также следует, что изменением постоянного тока в обмотке под-магничивания (в управляющей цепи) можно изменять значение переменного тока в основной обмотке, т. е. в управляемой цепи.

Благодаря большой величине магнитной проницаемости при отсутствии подмагничивания постоянным током (при холостом ходе) усилитель имеет малый ток в основной обмотке и малые потери энергии. Переход сердечника в состояние магнитного насыщения при подаче слабого сигнала позволяет получить большой коэффициент усиления по мощности (kp= 10004-10 000 и более), а по напряжению (ku) может достигать десятков и даже сотен тысяч.

Напряжение генератора ( 13.31) сначала возрастает с увеличением TOKS якоря. Затем вид характеристики начинает изменяться из-за магнитного насыщения (ЭДС якоря перестает увеличиваться, в то время как продолжает возрастать падение напряжения на активном сопротивлении якоря) и размагничивающего действия реакции якоря. В результате напряжение генератора при дальнейшем возрастании нагрузки уменьшается. Из-за непостоянства напряжения генераторы с последовательным возбуждением применяются лишь в немногих специальных случаях.

Если рассматривать потоки этих двух обмоток как существующие независимо, т. е. не учитывать влияние магнитного насыщения, то у такого двигателя частота вращения

2. Линия расточки статора является линией равного магнитного потенциала, потенциал статора принимаем равным О,

5. Поверхность полюса является линией равного магнитного потенциала, однако конфигурация

Чтобы сохранить заданное распределение магнитного поля по поверхности расточки статора, необходимо, чтобы поверхность полюсного наконечника совпадала с линией равного магнитного потенциала, т.е. поверхность полюсного наконечника описывалась уравнением Um(x,y) = const (3.2). Это выполняется при

Если пренебречь по малости падением магнитного потенциала в арматуре по сравнению с воздушным зазором, то можно записать

где HJn — падение магнитного потенциала в воздушных

Уравнения состояния магнитной цепи получают, исходя из принципа непрерывности магнитного потока и закона полного тока: алгебраическая сумма магнитных потоков узла равна нулю и алгебраическая сумма падений магнитного потенциала в контуре равна алгебраической сумме МДС этого контура. Вид схемы замещения магнитной цепи ЭДН с сосредоточенными магнитными сопротивлениями в ветвях представлен на 6.24. Магнитное поле считается плоскопараллельным, в пределах каждого элемента равномерным, вихревые токи отсутствуют, обмотки сосредоточенные.

Для ненасыщенной стали (В6<1,ЗТл) характер изменения индуктивности соответствует зависимости (6.15), отраженной на графике (см. 6.13). С увеличением индукции возбуждения В& сталь магнитопровода ЭДН при 6 = 0 насыщается, падение магнитного потенциала на стальных участках увеличивается, что эквивалентно уменьшению зубчатости магнитопровода. Действительно, значения Ltl при 0 = я/2 с увеличением Bs увеличиваются, зависимость Lfl=f(Q) с увеличением В6 стремится к прямой, соответствующей гладкому магнитопроводу ( 6.12). Результаты расчета Ljfl с учетом и без учета изменения магнитной проницаемости стали в переходном режиме в пределах 9<я/2 совпадают, так как за это время потокосцепления обмоток Ч^ и 4*2 меняются незначительно по отношению к исходным значениям.

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

по которым с использованием (1.5) находят составляющие вектора индукции и далее магнитные потоки и потокосцепления. Размерность магнитного потенциала — ампер, поэтому по смыслу он соответствует магнитодвижущей силе (МДС).

При расчетах вихревых электромагнитных полей широко используется понятие векторного магнитного потенциала А, вводимого соотношением

Понятия скалярного и векторного магнитных потенциалов с равным успехом применяются при моделировании магнитных полей, хотя реализация граничных условий при использовании этих двух понятий существенно различна. Для решения задач с учетом индуцированных токов понятие векторного магнитного потенциала является вообще единственно приемлемым, и при этом уравнение Пуассона должно быть заменено уравнением теплопроводности.