5.1.3. Влияние воздушного зазора

на кривую намагничивания магнитопровода

В некоторых электромагнитных устройствах воздушный зазор в магнитной цепи является обязательным и величина зазора определяется параметрами и характеристиками этих устройств. Например, электрические машины, электромагниты. В других устройствах, например в трансформаторах, воздушный зазор определяется технологическими возможностями, зазор стремятся свести к минимуму для уменьшения намагничивающего тока и для улучшения характеристик трансформатора. В любом случае при расчете магнитной цепи с воздушным зазором приходится его учитывать. В магнитной цепи с воздушным зазором намагничивающая сила катушки будет больше на величину по сравнению с магнитной цепью без воздушного зазора при одной и той же величине магнитного потока (магнитной индукции)

;

;

,

где – намагничивающая сила катушки;

– часть намагничивающей силы катушки, которая затрачивается на проведение магнитного потока через стальной участок магнитопровода;

– часть намагничивающей силы катушки, которая затрачивается на проведение магнитного потока через воздушный зазор;

– длина стального участка магнитопровода;

– длина воздушного зазора;

– напряженность магнитного поля в стальном сердечнике;

– площадь полюса;

– напряженность магнитного поля в зазоре.

На рис. 5.6 показаны графики зависимости магнитного потока от намагничивающей силы катушки в магнитной системе без зазора (1) и с воздушным зазором (2).

Рис. 5.6. Зависимость магнитного потока от намагничивающей силы катушки

5.1.4. Динамическая петля гистерезиса

В реальных технических устройствах магнитный материал перемагничивается в иных условиях, чем те, при которых снимается статическая петля гистерезиса, когда . Петля гистерезиса, связывающая индукцию в ферромагнитном сердечнике с внешним полем , когда изменение этого поля происходит достаточно быстро, называется динамической петлёй гистерезиса. Динамическая петля всегда шире статической. В динамическом режиме индукция B запаздывает, отстаёт от изменения напряженности поля . Это происходит потому, что изменение индукции совершается не мгновенно при изменении напряжённости внешнего поля. Тормозят перемагничивание магнитная вязкость и вихревые токи. Явление вязкости названо так потому, что характер изменения намагниченности в функции времени оказывается сходным с характером перемещения тела в вязкой среде при переходе от одного равновесного состояния к другому. Вихревые токи замедляют перемагничивание потому, что сами создают магнитное поле, встречное внешнему магнитному полю. Замедление перемагничивания от вихревых токов зависит от величины этих токов, то есть от удельного электрического сопротивления материала магнитопровода и от толщины ленты или пластин. Чем выше удельное электрическое сопротивление и меньше толщина ленты, тем меньше влияние вихревых токов на перемагничивание сердечника.