Внутреннего магнитопровода

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.

При наличии магнитопровода магнитный поток, создаваемый подобной катушкой индуктивности (дросселем), при прочих равных условиях значительно возрастает, так как при этом магнитный поток создается не только непосредственно проводниками с током катушки (источником внешнего магнитного поля), но и соответствующим ферромагнитным веществом магнитопровода (источником внутреннего магнитного поля).

Зависимость Ф(/) при w = const катушки при отсутствии ферромагнитного магнитопровода является линейной. При наличии магнитопровода магнитный поток, создаваемый катушкой индуктивности при прочих равных условиях, значительно возрастает, так как при этом магнитный поток создается не только непосредственно проводниками с током катушки (источником внешнего магнитного поля), но и соответствующим ферромагнитным материалом магнитопровода (источником внутреннего магнитного поля).

Ниже будут рассмотрены вопросы расчета постоянных магнитов и магнитных цепей с ними, необходимые, например, для определения потоков Ф„1 и Ф„2 [см. уравнения (2.21), (2.22)], а также вопросы определения внутреннего магнитного сопротивления постоянных магнитов, напряженностей поля и др., необходимые для более точных расчетов систем с постоянными магнитами.

намагниченности, вследствие чего усиление внутреннего магнитного поля с ростом напряженности внешнего поля ослабевает, наступает магнитное насыщение. Описанный выше процесс находит свое отражение в кривой на-

Особенностью ферромагнитных веществ является зависимость результирующего внутреннего магнитного поля от предшествующего состояния — так называемый магнитный гистерезис. Это свойство объясняется большими силами взаимодействия между намагниченными областями, благодаря чему при изменении внешнего поля прежняя ориентация областей в большей или меньшей мере сохраняется.

вследствие высокой магнитной проницаемости вещества линии магнитной индукции для большой части внутреннего магнитного потока замыкаются внутри тела проводника и имеют форму, весьма близкую к форме контура сечения проводника. Только для незначительной части магнитного потока линии магнитной индукции проходят частично внутри проводника и частично в воздухе вне его.

Промежуточный режим (двухслойная среда). Для этого режима характерно наличие наружного «горячего» слоя толщиной хк < 1,5АГ, имеющего параметры р = р2иц=1, и внутреннего, магнитного слоя, проницаемость которого зависит от напряженности- Не на границе раздела слоев. При нагреве стали обычно можно считать удельные сопротивления слоев одинаковыми и равными сопротивлению горячего слоя — р2.

Это и есть искомая связь энергии магнитного поля с потокосцеп-лением. При выводе этого соотношения было принято, что любая магнитная линия сцеплена со всем током. В результате учитывалась энергия только внешнего по отношению к току магнитного поля. Чтобы учесть энергию внутреннего магнитного поля, отдельные линии которого охватывают не весь ток, а только различные его части, можно поступить следующим образом. Пусть векторная трубка, включающая элементарный поток ЙФ, охватывает часть сечения провода с током /вн. Соответствующая этим величинам элементарная энергия внутреннего магнитного поля

а вся энергия внутреннего магнитного поля

Напряженность внутреннего магнитного поля

При формировании поперечной геометрии ЭМММ необходимо определить: внешний контур магнитопровода статора; внутренний контур внешнего магнитопровода; наружный контур внутреннего магнитопровода; расположение полюсов и пазов на магнитопроводах; число, форму и размеры пазов.

Аналогично запишется выражение для радиуса-вектора наружного контура внутреннего магнитопровода, аппроксимированного также эллипсом ( 4.3):

Внутренний контур внутреннего магнитопровода, как правило, представляет собою окружность диаметра ?>2в-

для внутреннего магнитопровода (ротора)

Моделирование пазово-зубцовой зоны. Активную часть магнитной цепи ЭМММ можно разбить на пять характерных «слоев» поперечного сечения ( 4.6): / — слой ярма внешнего магнитопровода; 2 — зубцово-пазовая зона внешнего магнитопровода; 3 — рабочий воздушный зазор; 4 — зубцово-пазовая зона внутреннего магнитопровода; 5- — слой ярма внутреннего магнитопровода.

При построении модели магнитной цепи электрической машины для выбора контуров и ветвей естественно использовать особенности геометрии машины: поверхности магнитопроводов большинства ЭМММ представляют собой цилиндры или их части. В качестве замкнутых контуров магнитной цепи примем четыре окружности, проходящие соответственно по ярму внешнего магнитопровода (статора), коронкам его зубцов, ярму внутреннего магнитопровода (ротора), коронкам его зубцов ( 4.9). В эти контуры входят магнитные сопротивления: ярма статора между зубцами #я.с(1). #я.с(2), . . ., /?я.с (гс); ярма ротора #Я.Р(1), Кя.р (2), . . ., /?я.р (гр); пазов статора #п.с(1), Яп.с(2), • . ., fln.cfcc); пазов ротора Яп.р (1), ЯП.Р(2), . . ., #п.р(гр). Между этими контурами формируются ветви, соответствующие магнитным сопротивлениям зубцов статора Rzc(i) и ротора Rzp(j), а также магнитным сопротивлениям участков воздушного зазора между близлежащими зубцами статора и ротора

где р — число пар полюсов; гн(В)— число пазов наружного (внутреннего) магнитопровода.

на первом этапе в качестве исходных элементов для моделирования рассматривается пара листов наружного и внутреннего магнитопровода, для которых относительная магнитная проводимость описывается простыми выражениями [68]; скос пазов моделируется смещением последующих пластин на угол

Кольцеобразная обмотка, катушки которой охватывают вал машины, образует в зазоре одноименнополюсное (униполярное) поле. Для направления токов, показанного на 19-1, г, поверхность внутреннего магнитопровода имеет северную полярность, а наружного — южную.

Считая положительным для поля в зазоре и МДС направление от внутреннего магнитопровода Ml к наружному М2, следует определять МДС ио формуле

Такой получается напряженность Яу на поверхности внутреннего магнитопровода. Повторив вывод для тока на поверхности внешнего магнитопровода, по- ^