8. Розрахунок кривих намагнічення магнітної системи

При розрахунку кривих намагнічення вирішують зворотну задачу розрахунку магнітного ланцюга; знаходять електромагнітну силу за відомим значенням МРС котушки. Магнітний опір заліза та падіння магнітної напруги на залізних частинах залежить від магнітного по­току. Тому задача може бути розв’язана графоаналітичний методом. Розв’язання зводиться до вирішення ряду прямих задач, тобто до зна­ходження МРС котушки за відомим магнітним потоком в робочому повіт­ряному проміжку.

У розд.7 викладено послідовність розрахунку координат точок для побудови кривих намагнічування магнітної системи за формулами /23/-/28/. Результати розрахунків слід впорядкувати в табл. 5 та мал. 8. У табл. 5 перелік ділянок магнітопроводу, які обтікаються робочим по­током, та тих, які обтікаються повним потоком, повинні відповідати схемі заміщення магнітопроводу відповідної конструкції /мал.7, а.б/. Опори повітряних проміжків розраховують згідно з /23/, /24/, тому для цих ділянок магнітна індукція В та магнітна напруженість Н її не роз­раховуються. Графіки мал. 8

Мал. 8. Криві намагнічування магнітної системи реле Фδ=f(F_k)

Таблиця 5

Розрахунок кривих намагнічування магнітної системи

Фδ× ×10-5, Вб	Параметр	Ділянки, що обтікаються робочим потоком, Фδ						σ× ×Фδ× 10-5, Вб	Ділянки, що обтікаються повним потоком			Fk, A
									Ф=σ · Фδ
		R1	R2	R3	R4	Rδ	Rн		R5	R6	Rт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
δ= δmin=0,05·10-3, м; σ=1,033
3	B, Тл H, А/м F, А	0,78 160 1,32	0,35 120 0,24	1,0 200 2,65	1,0 200 2,1	- - 12,2	- - 14,0	3,1	1,033 200 4,5	0,81 170 1,4	- - 9,6	48,01
4	B, Тл H, А/м F, А	1,04 210 1,73	0,47 130 0,26	1,33 410 4,2	1,33 410 4,2	- - 16,2	- - 18,6	4,132	1,37 500 11	1,07 235 1,9	- - 12,8	72,1
4,5	B, Тл H, А/м F, А	1,17 290 2,39	0,53 130 0,26	1,50 1000 13,25	1,50 1000 10,3	- - 18,3	- - 20,9	4,65	1,55 1500 33,4	1,21 310 2,6	- - 14,4	11,58
5,0	B, Тл H, А/м F, А	1,30 360 3	0,59 140 0,28	1,67 4000 53	1,67 4000 41	- - 20,3	- - 23,3	5,165	1,73 6000 133,5	1,34 410 3,4	- - 16	293,8
δ=0,2·10-3, м; σ=1,069
3	B, Тл H, А/м F, А	0,78 160 1,32	0,35 120 0,24	1,0 200 2,65	1,0 200 2,1	- - 44,7	- - 19,9	3,21	1,069 230 5,1	0,83 170 1,4	- - 10	87,4
4	B, Тл H, А/м F, А	1,04 210 1,73	0,47 130 0,26	1,33 410 5,4	1,33 410 4,2	- - 60	- - 26,5	4,28	1,42 600 13,4	1,11 250 2,1	- - 13,3	126,9
4,5	B, Тл H, А/м F, А	1,17 290 2,39	0,53 130 0,26	1,50 1000 33,25	1,50 1000 10,3	- - 67	- - 29,8	4,81	1,60 2000 44,5	1,25 330 2,7	- - 14,9	185,1
δ=0,6·10-3, м; σ=1,153
3,5	B, Тл H, А/м F, А	0,91 180 1,5	0,41 125 0,25	1,17 280 3,7	1,17 280 2,9	- - 136	- - 41,7	4,04	1,35 450 10,0	1,05 210 1,7	- - 12,5	210,2
4,0	B, Тл H, А/м F, А	1,04 210 1,73	0,47 130 0,26	1,33 410 5,4	1,33 410 4,2	- - 155,6	- - 47,6	4,61	1,53 1200 26,7	1,20 300 2,5	- - 14,3	258,3
4,2	B, Тл H, А/м F, А	1,09 240 2	0,49 130 0,26	1,40 520 6,9	1,40 520 5,3	- - 163	- - 50	4,84	1,61 2100 46,7	1,26 330 2,7	- - 15	291,9
δ= δmax=1,1·10-3, м; σ=1,242
2,0	B, Тл H, А/м F, А	0,52 130 1,1	0,24 80 0,16	0,67 140 1,9	0,67 140 1,4	- - 127	- - 37	2,488	0,83 170 3,8	0,65 140 1,2	- - 7,7	181,3
3,0	B, Тл H, А/м F, А	0,78 160 1,32	0,35 120 0,24	1,0 200 2,65	1,0 200 2,1	- - 191	- - 55,5	3,73	1,242 340 7,6	0,97 190 1,6	- - 11,6	273,6
3,5	B, Тл H, А/м F, А	0,91 180 1,50	0,41 125 0,25	1,17 280 3,7	1,17 280 2,9	- - 233	- - 64,8	4,35	1,45 700 15,6	1,13 260 2,1	- - 13,5	337,4

Методика побудови кривих намагнічування магнітної системи.

Для побудови кожної з кривих намагнічування достатньо мати 4-5 точок. Таких кривих треба будувати в кількості 4-5: дві - для крайніх значень початкового і кінцевого проміжків між якорем та осер­дям та 2-3 кривих для проміжних значень проміжку.

Спочатку задаються магнітним потоком Ф_δ. Причому, якщо взяти саме Ф_δ

Яку ми розрахували за формулою , то ми попадаємо в точку перетину нашої, розраховуємої в даний момент, кривої з прямою Fном. Отож, ми взяли цю точку, розрахували за повний потік (нагадаємо, що σ береться по δ). Після цього, за формулами /23/-/28/ віднайшли B, Тл; H, А/м; F, А. Потім знайшли суму F_k і таким чином заповнили одну строку в таблиці.

А нам, для побудови однієї кривої необхідно мінімум 3, краще 4 точки. Тоді ми, „методом тику”, вибираємо ще такі точки:

• Одну, щоб лежала перед прямими 0,65Fном та Fном. (Ф_δ - мінімальна)

• Одну, щоб лежала між прямими 0,65Fном та Fном.

• І ще одну так, аби лежала за прямими 0,65Fном та Fном. (Ф_δ - максимальна)

В той самий час треба слідкувати, щоб індукція на жод­ній ділянці магнітопроводу не перевищувала індукцію насичення 1,5...2 Тл (див. криві намагнічування матеріалів магнітопроводу на мал.Д3.1).

Проведемо числовий розрахунок для таких вихідних даних: ескіз магнітної системи (див. мал. 6); матеріал магнітопроводу - електро­технічна сталь марки 20880; робочі проміжки 0.05·10^-3м (мінімальний), 0,2·10^-3; 0,6·10^-3 та 1,1·10^-3м (максимальний).

Аналізуючи одержані криві намагнічування (мал. 8 та табл. 5). можна переконатися:

• у процесі спрацьовування електромагніту магнітний потік в робо­чому проміжку змінюється (збільшується) при незмінній МРС котушки: чим менший робочий проміжок, тим більшим є в ньому магнітний потік;

• при початковому проміжку магнітна система розмагнічена і падіння МРС в робочому проміжку пропорційне МРС котушки, а при мінімальному проміжку магнітопровід насичується і, якщо МРС котушки перевищує МРС на­сичення, тоді падіння МРС у робочому проміжку майже не залежить від МРС котушки;

• з табл. 5 видно, що для ненасиченого магнітопроводу майже все падіння зосереджене на повітряних проміжках, більшість - на робочому проміжку, а при насиченні опір насичених ділянок значний і його вели­чина сумірна з опором робочого проміжку;

• ділянки, що обтікаються повним магнітним потоком /нижня частина осердя та нижня частина скоби/, найбільше насичуються та мають при насиченні найбільший магнітний опір.