17

Міністерство освіти україни

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

ЕЛЕКТРИЧНІ АПАРАТИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ

для студентів усіх форм навчання

напрямку 6.0922 - «Електромеханіка»

та спеціальності 7.092205 “Електропобутова техніка”

Затверджено на засіданні кафедри електромеханічних систем Протокол № 9 від 14 травня 2004 р.

Електричні апарати. Методичні вказівки до виконання курсової роботи. Для студентів напрямку 6.0922 «Електромеханіка» та спеціальності 7.092205 “Електропобутова техніка”. /Укладачі: Артеменко Л.Ф. к.т.н., доц.; Бондаренко М.Й. ст. викладач; Демішонкова С.А. асистент; Кострицький В.В. д.т.н., проф./

К.: КНУТД, 2004. - 66 c.

Укладачі: Артеменко Л.Ф., Бондаренко М.Й.; Демішонкова С.А.; Кострицький В.В.

Київський національний університет технологій та дизайну

1. Основи теорії магнітних ланцюгів

1.1. Загальні відомості про магнітні ланцюги

Електричні апарати, такі як реле, контактори, магнітні пускачі складаються з магнітопроводу, джерела магніторушійної сили, контактних і дугогасних систем.

Магнітним ланцюгом називають сукупність деталей, а також повітряних зазорів, що утворюють шлях для замикання магнітного потоку електричного апарата.

Деталями магнітного ланцюга (рис. 1.1) є нерухомий магнітопровід 1, рухливий якір 2 і повітряні зазори 3 (у замкнутих магнітних системах зазори можуть бути відсутні). Джерелом магніторушійної сили в апаратах є котушка електромагніта 4.

Рис. 1.1. Типи магнітних ланцюгів:

а) нерозгалужений; б) розгалужений.

Магнітні ланцюги бувають нерозгалужені (рис. 1.1,а), коли магнітний потік замикається, послідовно проходячи по всіх ділянках магнітопроводу, і розгалужені (рис. 1.1,б), коли магнітний потік замикається по двох чи більше рівнобіжних магнітопроводах.

При розімкнутому магнітопроводі (рис. 1.1), коли повітряний зазор _У не дорівнює нулю, основна частина магнітних ліній індукції замикається через робочий повітряний зазор _В і утворює робочий потік _. Цей потік зв'язує якір магнітопроводу з джерелом м.р.с. (котушкою).

Ті лінії індукції, що замикаються, минаючи робочий повітряний зазор, утворюють потік розсіювання _р. Потоки розсіювання виникають між будь-якими точками магнітопроводу з різними магнітними потенціалами.

У якості магнітопроводів використовують сталь. Магнітом’які матеріали мають вузьку петлю гістерезиса і високу магнітну проникність. Для постійних магнітів застосовують магнітотверді матеріали, що мають широку петлю гістерезиса і малу магнітну проникність.

Для розрахунку магнітопроводів необхідно знати провідність повітряного

зазору, величина якої пропорційна об’єму перерізу, по якому замикається магнітний потік, і обернено пропорційна довжині зазору.

При розрахунках магнітного ланцюга визначають або значення м.р.с., необхідної для створення заданої величини потоку в робочому зазорі, і в кінцевому рахунку параметри котушки електромагніта, або величину потоку в робочому зазорі за заданим значенням м.р.с. котушки електромагніта.

Стан магнітного ланцюга характеризується наступними величинами:

- магнітний потік ; розмірність Вебер (Вб);

- магнітна індукція В, розмірність Тесла (1 Тл =1 Вб/м²) – щільність магнітного потоку, яка дорівнює відношенню магнітного потоку до площадки, перпендикулярної магнітним силовим лініям

, (1.1)

де S -площа перерізу магнітопроводу;

- магніторушійна (м.р.с.), чи сила, що намагнічує , розмірність – ампер-витки (Ав)

, (1.2)

де w – кількість витків котушки;

- напруженість магнітного поля Н – це падіння м.р.с. на одиниці довжини магнітного ланцюга, розмірність амперів/метр (А/м);

- абсолютна магнітна проникність  - це величина, що характеризує магнітні властивості матеріалу і являє собою відношення магнітної індукції до напруженості магнітного поля

, (1.3)

розмірність 1 Вб/Ам=1 Гн/м (Генрі/метр) чи Мкс/Асм, 1 Гн/м =10⁶ Мкс/Асм;

- магнітна провідність G, розмірність Генрі (Гн),

, (1.4)

де R_m – опір ділянки магнітного ланцюга