Магнитном напряжении

При переменном токе в стали, как магнитном материале, сильно сказывается поверхностный эффект, поэтому активное сопротивление стальных проводников для переменного тока выше, чем для постоянного. Кроме того, при переменном токе в стальных проводниках появляются потери мощности на перемагничивание.

Значение напряженности в точке / ( 1-1) соответствует некоторой пороговой напряженности поля, начиная с которой в магнитном материале происходят необратимые процессы перемагничи-вания. Эта напряженность, называемая полем трогания Ят, определяет помехозащищенность накопительных, переключающих и запоминающих магнитно-полупроводниковых элементов. Положение точки / на статической характеристике принято определять приращением индукции

где /?ц — активная составляющая комплексного магнитного сопротивления, характеризующая потери в магнитном материале на гистерезис

Особым видом магнитомягких материалов, применяемых в технике высокочастотной многоканальной проводной связи и радиоэлектронике, являются магнитодиэлектрики. Благодаря мелкодисперсному состоянию магнитного материала и обволакиванию отдельных его зерен электроизоляционным материалом магнитодиэлектрики обладают высокий-удельным сопротивлением и малыми потерями на вихревые токи, имея, однако, пониженные значения магнитной проницаемости. Основными видами магнитодиэлектриков являются: алсифер с неорганической связкой из жидкого стекла; алсифер с аминопластовой связкой; алсифер с поли-стирольной связкой; карбонильное железо со связкой из смолы фенолформальдегидного типа или двойной связкой — первый слой из жидкого стекла, второй из смолы фенолформальдегидного типа; карбонильное железо с полисти-рольной связкой. На этих основах выпускается большое количество марок магнитодиэлектриков, отличающихся друг от друга размерами зерен магнитных материалов и количеством связующего. Потери в магйитодиэлектриках на высоких частотах определяются не только потерями в самом магнитном материале, но также и диэлектрическими потерями в связующем материале. При выборе последнего следует учитывать технологические свойства (что важно при получении деталей сложной формы), а также механические свойства изделий. Кроме потерь мощности и начальной магнитной проницаемости, большое значение имеет темпер ату р-

Калориметрический метод определения потерь применяется в широком диапазоне частот (до десятков мегагерц) и магнитных индукций. Мерой потерь энергии в магнитном материале при намагничивании переменным магнитным полем является изменение температуры образца и окружающей его среды, Погрешность определения потерь 1—2%.

Процесс перемагничивания магнитных материалов в переменном магнитном поле связан с тепловыми потерями части энергии магнитного поля, что внешне проявляется в нагреве материала. Потери в магнитном материале характеризуются удельными магнитными потерями Руд или тангенсом угла магнитных потерь tg 6M.

Потери на вихревые токи вызываются электрическими токами, которые магнитный поток индуцирует в магнитном материале;

Подгонка индуктивности производится путем отмотки части витков катушки, заведомо имеющей большее число витков на 20— 30%. Точность подгонки индуктивности будет тем больше, чем больше число витков. При ста витках она составляет ±2%. У катушек с малым числом витков подгонка индуктивности отмоткой витков будет давать разброс более ±2%. С увеличением числа витков добротность катушки падает, но улучшаются условия подгонки индуктивности. Однако в замкнутых магнитопроводах добротность в большей мере определяется потерями в магнитном материале. Потери в проводах могут быть уменьшены ,33 счет использования лицендрата или намоткой двух-трех параллельных проводов мало-то сечения. В случае, если требуется повышенная точность индуктивности, целесообразно увеличивать число витков. На практике разброс индуктивности в пределах ±34-5% допустим.

; Во—остаточная индукция в магнитном материале сердечника, гс; ',

При больших скоростях нарастания магнитной индукции, имеющих место в импульсных трансформаторах, основным видом потерь в магнитном материале сердечника являются потери на вихревые токи. Так как любой контур, по которому замыкаются вихревые токи >в пластине или ленте сердечника, содержит некоторую индуктивность, процесс нарастания вихревых токов в момент, начала импульса происходит не мгновенно, а с постоянной времени, определяемой отношением индуктивности контура к его активному сопротивлению. Размагничивающее действие вихревых токов вызывает увеличение тока первичной 'Обмотки. В результате, если постоянная времени нарастания вихревых токов значительно превышает время нарастания переднего фронта импульса, спад вершины растёт, что учитывается уменьшением расчётного значения магнитной проницаемости материала сердечника при конструктивном расчёте трансформатора [Л7, стр. 292].

Сборка сердечника из пластин удобна и проста при толщине магнитно-ГО Материала Не НИЖе 0,2-гО.З ММ, При очень тонком магнитном материале удобнее и дешевле оказываются овитые» сердечники, навиваемые из ленты магнитного материала нужной толщины и ширины. Перед навивкой ленту покрывают огнеупорным изолирующим и склеивающим составом; навитый сер-

В задачу нашего курса входит ознакомление с методикой анализа работы простейших магнитных цепей, процессы в которых можно описать, пользуясь понятиями о векторах магнитной индукции В и напряженности магнитного поля Н, о магнитном потоке Ф и потоко-сцеплении Y, намагничивающей силе (н. с.) 0 и магнитном напряжении Uu, магнитном сопротивлении Ru и магнитной проводимости GM.

В исходном положении выделенного объема, определяемом координатой / == = 'BS (Фв«~). которая проходит через точку t'BS, ФВ8, соответствующую заданным токам ih в реальных возбуждающих контурах (кривая с на 3.1). Однако даже в том случае, когда ветвь обладает нелинейной характеристикой намагничивания, при перемещении в условиях ФВ6 = const сохраняются индукции В, и магнитные проницаемости ц во всех элементах зоны поля, эквивалентируемой данной ветвью. Поэтому изменение магнитной энергии ветви за счет изменения размеров эквивалентируемой ею зоны при перемещении Ад нужно определять с помощью линейной модели (см. § 2.1), воспроизводящей магнитное поле в зоне ветви при потоке ФВ8. Магнитное сопротивление ветви RBS в линейной модели нелинейной системы при положении, определяемом координатой q, совпадает с магнитным сопротивлением этой ветви в нелинейной системе /?BS (q, ФВ8~) при потоке Фв«~ = Фв*~ и магнитном напряжении UBS, равно току i'BS:

Пользуясь вб. а. х. каких-то двух ветвей ( 2.13, б), нетрудно найти магнитные потоки Ф1х и Ф2Ж при любом магнитном напряжении Ux, после чего определить магнитные индукции и напряженности.

Обычно рассматривают поле в одном элементе зубцовой зоны — зубцовом (пазовом) делении tz - nDIZ. Магнитные сопротивления паза и зубца в магнитной цепи машины соединены параллельно, поэтому поток в зубцовом делении распределяется между ними пропорционально проводимостям магнитных силовых трубок, проходящих через зубец и паз. Пазы в электрической машине заполнены проводниками и их изоляцией, т. е. средой с магнитной проницаемостью, во много раз меньшей, чем проницаемость стали зубца. Поэтому поток в пазу составляет лишь небольшую часть общего потока зубцового деления. Эта часть потока как бы «вытесняется» из зубца в паз. При малом насыщении зубцов она очень мала и в расчетах ее не учитывают. При увеличении насыщения зубцов доля потока в пазу возрастает и ее влияние начинает сказываться на магнитном напряжении зубцовой зоны Fz.

равна I, то наша окружность охватывает ток силы Ni. Поэтому по теореме о магнитном напряжении мы имеем:

контура для вычисления магнитного напряжения удобно выбрать окружность радиуса R, перпендикулярную к току и имеющую центр на оси тока. Теорема о магнитном напряжении дает:

Вычислим теперь напряженность поля в какой-либо точке внутри провода, отстоящей на расстояние г от оси провода. Замкнутый контур выберем опять в виде окружности, проходящей через эту точку с центром на оси провода ( 161, указана пунктиром). Тогда по теореме о магнитном напряжении мы имеем:

Пользуясь поясом Роговского, можно проверить основную теорему о магнитном напряжении, установленную в § 90. Если изогнуть пояс Роговского таким образом, чтобы образовался замкнутый контур, охватывающий ток ( 192), и затем выключить ток, создающий магнитное поле, то отброс баллистического гальванометра укажет магнитное напряжение по замкнутому контуру. При этом легко убедиться, что отброс гальванометра не изменяется при любом изгибании пояса Роговского, пока образованный им контур охватывает ток один раз. Если замкнутый контур охватывает ток два раза ( 193), то и отброс гальванометра возрастает вдвое. Если пояс образует замкнутый контур, не охватывающий ток, то гальванометр не дает никакого отброса.

По той же причине не изменится и теорема о магнитном напряжении (§ 90):

Рассмотрим теперь прямоугольный контур с бесконечно малой высотой h ( 216), одно ребро которого длиной /лежит в среде 1, а другое — в среде 2, и применим к нему теорему о магнитном напряжении (§ 90). Магнитное напряжение вдоль рассматриваемого контура равно Шп — Шц, где Htl и Я<2 — касательные к поверх-

Рассмотрим сначала простую или не разветвленную магнитную цепь ( 251). Будем считать, что она составлена из двух частей: ярма с сечением 5 из материала с магнитной проницаемостью [х и зазора (например, воздушного), имеющего то же сечение и магнитную проницаемость (Xj. Выделим, далее, среднюю линию индукции и применим к ней теорему о магнитном напряжении (§ 90). Мы получим: