CCI20111111042

Obliczanie obwodu magnetycznego sprowadza się do wyznaczenia siły magnetomotorycznej (przepływu) przy zadanym strumieniu magnetycznym i wymiarach geometrycznych obwodu, wykonanego z określonych materiałów.

Rozpatrzmy np. obwód magnetyczny przedstawiony na rys-3-14. Składa się on z rdzenia stalowego R o jednostajnym przekroju, z nawiniętym na rdzeń uzwojeniem magnesującym, zwory ze stali zlewnej Z i przerwy PP pomiędzy zworą a rdzeniem, zwanej szczeliną powietrzną. Strumień magnetyczny wytworzony

Rys. 3-13. Pierścień stalowy z nawiniętym uzwojeniem

I

Rys. 3-14. Rdzeń stalowy elektromagnesu P ze zworą nie przylegającą do biegunów rdzenia

przez zwoje zamyka się poprzez rdzeń, szczeliny powietrzne i zwo-rę. Dane są rozmiary obwodu i strumień magnetyczny <E>; mamy obliczyć siłę magnetomotoryczną zł, niezbędną do wytworzenia w obwodzie strumienia magnetycznego $. Zakładamy, że strumień magnetyczny wzdłuż całego obwodu jest ten sam. W rzeczywistości część linii magnetycznych może zamknąć się przez powietrze pomijając zworę. Te linie stanowią tzw. strumień rozproszenia magnetycznego. (W rozpatrywanym przykładzie dla uproszczenia rozważań strumień rozproszenia pominięto).

Rozpatrywany obwód dzielimy na części, w których wartości średnie indukcji można uważać na stałe. Częściami tymi są rdzeń,

o indukcji B_R, zwora o indukcji B_z i szczelina powietrzna o indukcji B_P. Wartości indukcji w poszczególnych częściach obwodu wyznaczamy z zależności

B_r

Bp =

4>_

S_Ł

gdzie S_R, S_z, S_P są to odpowiednie powierzchnie, przez które przenika strumień magnetyczny w poszczególnych częściach obwodu.

Przekrój szczeliny powietrznej przy małej jej długości można przyjąć w przybliżeniu równy przekrojowi rdzenia.

Na rysunku szkicujemy przebieg średniej linii magnetycznej i mierzymy jej długość w poszczególnych częściach obwodu. Stosując wzór (3-10) otrzymamy

H_Rl_R + H_zl_z + H_P 25 = zł    (3-14)

Mając wartości indukcji B_R i B_z z krzywych magnesowania dla danego gatunku stali wyznaczymy natężenie pola H_R i H_z.

Natężenie pola w szczelinie powietrznej

H _P =

Bp

Vs

P-o

Vs

Am

B_P

1,25 • 10^-6

A_

m

Podstawiając otrzymane wartości natężenia pola do wzonu (3-14) otrzymamy s.mm. (amperozwoje) niezbędną do wytworzenia danego strumienia magnetycznego O.

j*

Przykład 3.3. Obliczyć liczbę zwojów uzwojenia magnesującego, jeżeli w rdzeniu ze stali transformatorowej i w zworze ze stali zlewnej o wymiarach. podanych na rys. 3-14 ma być wytworzony strumień magnetyczny 4> = 0,0035 Vs. Natężenie prądu w uzwojeniu magnesującym ma wynosić 4 A, a szczeliny powietrzne po 2 mm.

Obwód dzielimy na trzy części: rdzeń, zworę i szczelinę powietrzną. Wartość indukcji w poszczególnych częściach obwodu: w rdzeniu

Br

_5_

Sr

0,0035 Vs 0,0025 m*

w zworze

1,165 T

<I> _ 0,0035 Vs S_z ~ 0,003 m²

85