Pagkalkula ng mga magnetic circuit

Sa mga de-koryenteng makina at apparatus, ang magnetic flux F ay puro sa magnetic circuit (ferromagnetic core) at sa mga air gaps ng magnetic circuit na ito. Ang landas na ito ng magnetic flux ay tinatawag na magnetic circuit.

Ang magnetic circuit ay parang electrical circuit. Ang magnetic flux Ф ay kahawig ng electric current I, ang induction В ay kahawig ng kasalukuyang density, ang magnetizing force (ns) Fн (H ∙ l = I ∙ ω) ay tumutugma sa e. atbp. kasama

Sa pinakasimpleng kaso, ang magnetic circuit ay may parehong cross-section sa lahat ng dako at gawa sa isang homogenous magnetic material. Upang matukoy n. na may l ∙ ω na kinakailangan upang magbigay ng kinakailangang induction B, ang katumbas na intensity H ay tinutukoy mula sa magnetization curve at i-multiply sa mean length ng magnetic field line l: H ∙ l = I ∙ ω = Fm.

Mula dito, tinutukoy ang kinakailangang kasalukuyang I o ang bilang ng mga pagliko ω ng coil.

Ang isang kumplikadong magnetic circuit ay karaniwang may mga seksyon na may iba't ibang mga seksyon at magnetic na materyales. Ang mga seksyong ito ay karaniwang konektado sa serye, samakatuwid ang parehong magnetic flux F ay dumadaan sa bawat isa sa kanila.Ang induction B sa bawat seksyon ay nakasalalay sa cross-section ng seksyon at kinakalkula para sa bawat seksyon nang hiwalay sa pamamagitan ng formula B = Φ∶S.

Para sa iba't ibang mga halaga ng induction, ang intensity H ay tinutukoy mula sa magnetization curve at pinarami ng average na haba ng linya ng kuryente ng kaukulang seksyon ng circuit. Pagbubuod ng mga indibidwal na gawa, nakukuha ng isa ang kumpletong n. c. magnetic circuit:

Fm = I ∙ ω = H1 ∙ l1 + H2 ∙ l2 + H3 ∙ l3 + … na tumutukoy sa magnetizing current o ang bilang ng mga pag-ikot ng coil.

Mga kurba ng magnetization

Mga halimbawa ng

1. Ano dapat ang magnetizing current I ng isang coil ng 200 na pagliko upang n. c. nilikha sa cast iron ring isang magnetic flux Ф = 15700 Ms = 0.000157 Wb? Ang average na radius ng cast iron ring ay r = 5 cm, at ang diameter ng seksyon nito ay d = 2 cm (Fig. 1).

kanin. 1.

Seksyon ng magnetic circuit S = (π ∙ d ^ 2) / 4 = 3.14 cm2.

Ang induction sa core ay: B = Φ∶S = 15700∶3.14 = 5000 G.

Sa sistema ng MKSA, ang induction ay: B = 0.000157 Wb: 0.0000314 m2 = 0.5 T.

Mula sa magnetization curve ng cast iron, nakita namin ang kinakailangang lakas H katumbas ng 750 A / m para sa B = 5000 G = 0.5 T. Ang lakas ng magnetizing ay katumbas ng: I ∙ ω = H ∙ l = 235.5 Av.

Samakatuwid, ang kinakailangang kasalukuyang I = (H ∙ l) / ω = 235.5 / 200 = 1.17 A.

2. Ang isang closed magnetic circuit (Larawan 2) ay gawa sa mga plate na bakal ng isang transpormer. Gaano karaming mga pagliko ang dapat magkaroon sa isang coil na may kasalukuyang 0.5 A upang lumikha ng isang magnetic flux sa core Ф = 160000 Ms = 0.0016 Wb?

kanin. 2.

Core section S = 4 ∙ 4 = 16 cm2 = 0.0016 m2.

Core induction B = F / S = 160000/16 = 10000 Gs = 1 T.

Ayon sa magnetization curve ng transformer steel, nahanap namin para sa B = 10,000 Gs = 1 T ang intensity H = 3.25 A / cm = 325 A / m.

Ang average na haba ng linya ng magnetic field ay l = 2 ∙ (60 + 40) + 2 ∙ (100 + 40) = 480 = 0.48 m.

Magnetizing force Fm = I ∙ ω = H ∙ l = 3.25 ∙ 48 = 315 ∙ 0.48 = 156 Av.

Sa kasalukuyang 0.5 A, ang bilang ng mga pagliko ay ω = 156 / 0.5 = 312.

3. Ang magnetic circuit na ipinapakita sa fig. Ang 3 ay katulad ng magnetic circuit ng nakaraang halimbawa, maliban na mayroon itong air gap na δ = 5 mm. Ano ang dapat n. s. at ang coil current upang ang magnetic flux ay pareho sa nakaraang halimbawa, i.e. F = 160000 Ms = 0.0016 Wb?

kanin. 3.

Ang magnetic circuit ay may dalawang serye na konektado na mga seksyon, ang cross-section na kung saan ay kapareho ng sa nakaraang halimbawa, i.e. S = 16 cm2. Ang inductance ay katumbas din ng B = 10000 G = 1 T.

Ang average na haba ng steel magnetic line ay bahagyang mas maikli: lс = 48-0.5 = 47.5 cm ≈0.48 m.

Ang magnetic boltahe sa seksyong ito ng magnetic circuit ay Hc ∙ lc = 3.25 ∙ 48≈156 Av.

Ang lakas ng field sa air gap ay: Hδ = 0.8 ∙ B = 0.8 ∙ 10000 = 8000 A / cm.

Ang magnetic tension sa cross-section ng air gap Hδ ∙ δ = 8000 ∙ 0.5 = 4000 Av.

Kumpleto n. c. ay katumbas ng kabuuan ng magnetic voltages sa mga indibidwal na seksyon: I ∙ ω = Hс ∙ lс + Hδ ∙ δ = 156 + 4000 = 4156 Av. I = (I ∙ ω) / ω = 4156/312 = 13.3 A.

Kung sa nakaraang halimbawa ang kinakailangang magnetic flux ay ibinigay ng isang kasalukuyang ng 0.5 A, pagkatapos ay para sa isang magnetic circuit na may air gap ng 0.5 cm isang kasalukuyang ng 13 A ay kinakailangan upang makuha ang parehong magnetic flux. Mula dito makikita na ang isang puwang ng hangin, kahit na hindi gaanong mahalaga na may kaugnayan sa haba ng magnetic circuit, ay lubos na nagpapataas ng kinakailangang n. v. at kasalukuyang likid.

4. Ang magnetic flux ng transpormer ay kinakalkula na F = 72000 Ms. Kinakailangan ang pagkalkula ng n.s.at magnetizing current ng primary winding na mayroong 800 turns. Mayroong isang puwang δ = 0.2 mm sa core ng transpormer. Ang mga sukat ng core ng transpormer ay ipinapakita sa fig. 4. Cross section ng core S = 2 ∙ 3 ​​​​​​= 6 cm2 (ang mga transformer na may mga core ng ganitong hugis ay tinatawag na armored).

kanin. 4.

Core at air gap induction B = F / S = 72000/6 = 12000 G.

Ayon sa magnetization curve ng transpormer na bakal para sa B = 12000 G, tinutukoy namin ang intensity: Hc = 5 A / cm.

Ang average na haba ng magnetic line sa bakal ay lс = 2 ∙ (6 + 3) = 18 cm.

Boltahe sa air gap Hδ = 0.8 ∙ B = 9600 A / cm.

Magnetizing force I ∙ ω = Hc ∙ lc + Hδ ∙ δ = 5 ∙ 18 + 9600 ∙ 0.02 = 90 + 192 = 282 Av; I = (I ∙ ω) / ω = 282/800 = 0.35 A.

Sa armored core, ang magnetic flux ay nahahati sa dalawang bahagi, na sarado kasama ang mga side rod, ang cross section na kung saan ay S / 2, at ang average na haba ng magnetic line ay lc. Bilang resulta, ang magnetic circuit ay ganap na kahalintulad sa magnetic circuit ng isang maginoo na transpormer na may isang karaniwang core S at isang haba ng linya ng kuryente lc.

5. Ang magnetic flux ng DC machine F = 1280000 Mks. Ang magnetic circuit ay naglalaman ng cast steel yoke na may average na magnetic line length lа = 80 cm, isang rotor na binuo mula sa electric steel plates na may average na field length lр = 18 cm, at dalawang air gaps δ 0.2 cm bawat isa. = 8 ∙ 20 cm2; rotor at pole section Sр = 12 ∙ 20 cm2... Kalkulahin ang n. p. at ang bilang ng mga pagliko ng pole coil, kung ang maximum na magnetizing (exciting) na kasalukuyang nasa loob nito ay 1 A (Fig. 5).

kanin. 5.

Induction sa pamatok at poste Bя = Ф / Sя = 1280000/160 = 8000 G.

Ang boltahe sa pamatok at poste ayon sa magnetization curve ng cast steel sa Bя = 8000 G ay katumbas ng:

H = 2.8 A / cm.

Ang puwersa ng magnetization sa seksyon ng pamatok HЯ ∙ la = 2.8 ∙ 80 = 224 Av.

Induction sa rotor, pole at air gap Br = Ф / Ср = 1280000/240 = 5333 G.

Boltahe sa isang rotor na gawa sa mga bakal na plato sa Br = 5333 Gs Hrp = 0.9 A / cm,

at ang magnetic boltahe ng seksyon ng rotor Hр ∙ lр = 0.9 ∙ 18 = 16.2 Av.

Boltahe sa air gap Hδ = 0.8 ∙ Bδ = 0.8 ∙ 5333 = 4266.4 A / cm.

Ang magnetic voltage sa cross section ng air gap Hδ ∙ 2 ∙ δ = 4266.4 ∙ 2 ∙ 0.2 = 1706.56 A.

Kumpleto n. c. katumbas ng kabuuan ng magnetic voltages sa magkahiwalay na mga seksyon: I ∙ ω = Hя ∙ la + Hр ∙ lр + Hδ ∙ 2 ∙ δ; I ∙ ω = 224 + 16.2 + 1706.56 = 1946.76 Av.

Ang bilang ng mga pagliko sa dalawang pole coils ω = (I ∙ ω) / I = 1946.76 / 1≈2000.