|
||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Исходные положения. 1. Магнитная цепь – совокупность устройств для локализации енергии магнитного поля в заданной области пространства (пример магнитной цепи на рис
1. Магнитная цепь – совокупность устройств для локализации енергии магнитного поля в заданной области пространства (пример магнитной цепи на рис. 1.7). 2. Составные элементы магнитной цепи: магнитопровод (сердечник из ферромагнитного материала), по которому замыкается магнитный поток; обмотка (обмотки) с током, создающие магнитный поток. 3.
4. Допущения, принимаемые при анализе магнитных цепей: 4.1. Значение вектора магнитной индукции В одинаково по сечению магнитопровода, а направление параллельно его средней линии (отсюда следует упрощенная формула Φ = B∙S, вместо Φ = ∫B∙dS. 4.2. Значение вектора напряженности магнитного пола Н одинаково по длине средней линии однородного участка магнитопровода, а направление ей параллельно. Из этого следует упрощенная (приближенная) форма записи второго закона Кирхгофа для магнитных цепей ΣΗl = ΣIw (в замкнутом контуре сумма магнитных напряжений равна сумме магнитодвижущих сил), вместо точной зависимости ∫ Η∙∂ℓ = ΣI (закон полного тока, интеграл по замкнутому контуру). 4.3. Используя закон непрерывности линий индукции магнитного поля (поток вектора индукции через замкнутую поверхность равен нулю), приходят к первому закону Кирхгофа для магнитных цепей ΣΦ = 0. 4.4. Пренебрегают неоднозначностью кривой намагничивания (петля гистерезиса) и приходят к основной кривой намагничивания – зависимости В(Н), которая приводится в справочниках по магнитным материалам. 4.5. При расчете магнитных цепей постоянного тока пренебрегают (как правило) потоком рассеяния и “выпучиванием“ магнитного поля в воздушном зазоре.
Аналогия между электрической и магнитной цепью заключается в том, что источнику эдс ставится в соответствие источник мдс, электрическому напряжению – магнитное напряжение Ηℓ для магнитного материала или величина B∙δ/μ0 для воздушного зазора или немагнитного материала (рис 2.4). Расчет магнитных цепей выполняется на основании следующих соотношений: - ΣΦ = 0 (1) – первый закон Кирхгофа; -
- В = f(Н) (3) – основная кривая намагничивания (связь между индукцией и напряженностю в магнитном материале); - В = μ0 Н (4) – связь между индукцией и напряженностю в немагнитном материале (μ0 = 4π∙10-7 Гн/м); - Φ = B∙S (5) – связь между потоком и индукцией в стержне.
Алгоритм расчета неразветвленных магнитных цепей (“прямая” задача). Задано 1) магнитопровод (его геометрия, т.е. длины однородных участков ℓ1 ℓ2 …, их сечения S1 S2 … и кривые намагничивания Bi(Ηi), а также воздушные зазоры δ1 δ2 …); 2) магнитный поток Φ (в первом приближении, как правило, пренебрегают потоком рассеяния, тогда поток Φ одинаков по всему контуру). Определить магнитодвижущую силу Iw (часто говорят намагничивающую силу). Можно предложить следующий алгоритм решения “прямой” задачи (в верхней части указаны расчетные формулы):
“Обратная” задача отличается от “прямой” тем, что задана мдс Iw, а определить необходимо магнитный поток Ф. Задача решается путем нескольких решений “прямой” задачи методом ”вилки”. Расчет разветвленных магнитных цепей, магнитопровод которых выполнен в виде нескольких параллельных ветвей, выполняется аналогично примеру 5 расчета нелинейных цепей. Рассмотрим это на “живом“ примере. Пусть в магнитной цепи (рис. 1.7) заданы все геометрические параметры, кривая намагничивания В(Н) и величины мдс Iw. Определить магнитные потоки стержней. Для электрического аналога магнитной цепи (рис. 2.6 б), используя узловое магнитное напряжение UМ12, составим систему уравнений: Η1ℓ1 + UМ12 = I1 w1; (1) Η2ℓ2 + Η0ℓ2 + UМ12 = I2 w2; (2) Η3ℓ3 + UМ12 = I3 w3; (3) Ф1 + Ф2 + Ф3 = 0. (4) Для графического решения системы (1…4) необходимо получить графики зависимостей трех потоков в функции узлового магнитного напряжения UМ12. Для этого необходимо применить тот же алгоритм, который используется при решении “прямой“ задачи.
Покажем это на примере получения функции Ф2 (UМ12): 1. Зададимся каким-либо значением Ф2. 2. Используя Ф2, определим величину индукции В2 = Ф2/S2. 3. Из кривой намагничивания определяем напряженность поля в магнитопроводе Н2 и напряженность в зазоре Н0 = B2/μ0. 4. Из (2) определяем UМ12). Таким образом получена одна точка зависимости Ф2 (UМ12). Повторяя эти действия, можно получить количество точек, достаточное для построения ее графика. В результате получаем и решаем систему уравнений, представленную их графиками
Ф1(UМ12); Ф2(UМ12); Ф3(UМ12); Ф1 + Ф2 + Ф3 = 0. Технические и программные средства к модулю 1: 1. Учебно-исследовательский тренажер. Исследование нелинейной цепи с управляемым нелинейным элементом (транзисторный каскад по схеме с общим эмиттером).
[1] Обычно для краткости принято использовать термин “электрическая энергия“ или “электроэнергия“ вместо “энергия электромагнитного поля“. [2] На практике часто схему замещения также называют “электрическая цепь“. [3] По своей сути это является эквивалентным преобразованием двух НЭ в одно эквивалентное. [4] Это также эквивалентное преобразование двух НЭ в одно эквивалентное. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |