Задача 3

На рис. а представлена магнитная система электроизмерительного прибора, включающая участок 1 из магнитотвердого материала марки ЮНДК18, полюсные наконечники 2 и якорь 3 из магнитомягкого материала. Постоянный магнит намагничивается при вынутом якоре.

Пренебрегая потоками рассеяния, магнитными сопротивлениями наконечников и якоря, определить индукцию магнитного поля в воздушном зазоре магнитной системы.

Характеристика размагничивания сплава ЮНДК18 представлена на рис. б. Коэффициент возврата К_В =7,410^–6 Гн/м. Геометрические размеры магнитной системы: а =10 мм; b =5 мм; l = 20 мм; c = 8 мм;  = 1 мм. При вынутом якоре предполагается, что длина эквивалентного немагнитного зазора (расстояние между полюсными наконечниками) l_ = 8 мм, а его поперечное сечение = 35 мм².

Р ешение

1. Определение рабочей точки на кривой размагничивания постоянного магнита, стабилизированного при вынутом якоре (рис. в).

• Нагрузочная характеристика магнита при отсутствии якоря (зависимость ).

Уравнение для нагрузочной характеристики в режиме стабилизации (режим максимального размагничивания) вытекает из закона полного тока, записанного для магнитной цепи при вынутом якоре,

(1)

Из (1) при допущении, что Ф_М = Ф_, следует

= кА/м.

• Пересечение нагрузочной характеристики Н_М (B_M) с кривой размагничивания дает рабочую точку m стабилизированного магнита без якоря (рис. в).

2. Определение рабочего режима магнитной системы с якорем (рис. в).

• Нагрузочная характеристика магнита (зависимость ) при наличии якоря. Уравнение для нагрузочной характеристики в режиме минимального зазора вытекает из закона полного тока, записанного для магнитной цепи при введенном якоре

H_Ml_M + H_l_ = 0. (2)

Из (2), в предположении отсутствия потоков рассеяния, следует

= кА/м.

• Пересечение рабочей нагрузочной характеристики Н_М (B_M) с прямой возврата (зависимость ), построенной из точки стабилизации m под углом к оси абсцисс,

,

дает рабочую точку режима n (рис. в). В результате, индукция магнитного поля в сердечнике (1) постоянного магнита (см. рис. а) В_М = 0,3 Тл, а магнитный поток, создаваемый магнитом, Ф_М = В_Мab = 0,35010^–6 =1,510^–4 Вб.

• Индукция магнитного поля в зазоре магнитной системы:

Тл.

Ответ: В_ = 0,375 Тл.

Задачи для самостоятельного решения

Задача 4

С ердечник, изображенный на рисунке, изготовлен из электротехнической стали 2411, размеры его даны в миллиметрах. Число витков обмотки W = 1000, магнитная индукция в воздушном зазоре В_ = 1,2 Тл.

Определить ток в обмотке.

Ответ: I = 0,67A.

Задача 5

По обмотке магнитной цепи, рассмотренной в задаче 4, протекает ток I = 1A.

Определить магнитную индукцию в воздушном зазоре.

Ответ: В_ = 1,3 Тл.

Задача 6

При каком токе в обмотке цепи, рассмотренной в задаче 4, индукция в воздушном зазоре будет равна В_ = 1,2 Тл, если воздушный зазор уменьшится до величины l_ = 0,05 мм?

З адача 7

Сердечник, изображенный на рисунке, изготовлен из электротехнической стали 2411. Размеры магнитопровода приведены в миллиметрах. Определить ток I₁, если магнитный поток в среднем сердечнике Ф₃ = 510^–4 Вб; W₁ =800; W₂ =1000; I ₂ = 0.

Ответ: I ₁ = 5 А.

Задача 8

В обмотках магнитной цепи, рассмотренной в задаче 7, токи I ₁ = 0,5 А; I ₂ = 0,4 А.

Определить величины магнитных потоков в сердечниках цепи.

Ответ: Ф₁ = Ф₃ = 4,910^–4 Вб, Ф₂ = 9,810^–4 Вб.

З адача 9

Какой длины должен быть магнит из сплава ЮНДК18, чтобы обеспечить в зазоре магнитной цепи (см. рисунок) индукцию В_ = 0,4 Тл? Величина немагнитного зазора  = 4 мм; выпучиванием потока в зазоре и рассеиванием пренебречь.

Ответ: I_M = 30 мм.

57