Понятие о расчете магнитных систем с постоянными магнитами

<30 31 323334 35 36 >

Как известно, ферромагнитные материалы можно подразделить на магнитномягкие и магнитнотвердые.Магнитномягкие материалы имеют относительно малые площади гистерезисных петель. Магнитнотвердые материалы обладают большой площадью гистерезисной петли. Из магнитнотвердых материалов выполняют постоянные магниты. Ниже на рисунке качественно изображены гистерезисные петли для магнитномягкого (1) и магнитнотвердого материала (2).

Как создаются постоянные магниты? Если взять замкнутый кольцевой сердечник из магнитнотвердого материала , намотать на него обмотку и прпустить по ней ток такой величины, чтобы намагнитить сердечник до насыщения, а затем выключить ток и убрать обмотку, то сердечник окажется намагниченным. Намагниченность стала следствием того, что магнитные моменты доменов сохранили свою ориентацию, вызванную током обмотки. Магнитный поток в сердечнике определяется суммой магнитных моментов доменов сердечника. Если вытащить из сердечника небольшой кусочек сердечника, то магнитный поток уменьшится из-за уменьшения количества доменов. Кроме этого, так как в сердечнике появится воздушный зазор, то это приведет к еще большему уменьшению потока.Величина магнитной индукции в зазоре магнита зависит от соотношения между длиной воздушного зазора и длиной ферромагнитной части магнита l_с .

Установим связь между магнитной индукцией в зазоре ,магнитной индукцией в теле магнита ,напряженностью магнитного поля в зазоре и напряженностью магнитного поля в теле магнита .По закону полного тока можно записать

Используя допущение о пренебрежении потоками рассеяния в модели магнитных цепей, полчим из поучившегося из этого условия равенства потока в зазоре и магните, равенство магнитных индукций в зазоре и теле магнита, считая сечения зазора и магнита совпадающими

Так как для зазора то

После подстановки в закон полного тока получим

Коэффициент

зависит от геометрических размеров и называется размагничивающим фактором. Он подчеркивает, что с его помощью можно определить эффект размагничивания( уменьшения магнитного потока в теле магнита) при введении воздушного зазора в магнитную цепь постоянного магнита.

Для определения и в теле магнита следует на графике спадающей части гистерезисной петли материала постоянного магнита нанести прямую линию в соответствии с ее уравнением . В точке пересечения кривой размагничивания с прямой линией получаем значения и .

Если в область зазора внести ферромагнитный участок из магнитномягкого материала, то в магнитной цепи постоянного магнита появится еще одно последовательно соединеное сопротивление. Под действием поля постоянного магнита этот участок намагнитится и поток в теле магнита возрастет. Магнитное состояние постоянного магнита будет изменяться, но не по спинке петли гистерезиса , а по ветви частного цикла гистерезиса. Для упрощения расчета принято заменять частный цикл прямой линией. Эту линию называют прямая возврата. Тангенс угла наклона прямой возврата к оси напряженности называют коэффициент возврата . Его числовые значения для различных магнитнотвердых материалов дается в справочниках по постоянным магнитам. Расчет такой магнитной цепи проводится аналогично выше рассмотренному случаю.

Обозначим длину оставшейся части зазора ,а длину введенного ферромагнитного участка и на основании закона полного тока запишем

Напряженность поля в магнитномягком материале много меньше напряженности поля в магнитнотвердом материале и в воздушном зазоре при одном и том же значении магнитной индукции, поэтому слагаемым пренебрегаем. Тогда

(1)

Магнитное состояние постоянного магнита определяется пересечением прямой возврата с прямой, построенной по (1).

<30 31 323334 35 36 >

Дата добавления: 2020-03-21; просмотров: 663;