1.2.2. Исследование связи между величиной магнитной индукции b в рабочем зазоре эм и током I в его электрической катушке при различной степени насыщения материала магнитопровода

Анализ магнитной цепи (рис. 1.3), моделирующей магнитную систему ЭМ, показывает, что магнитная индукция В_ в рабочем воздушном зазоре (магнитный поток _) создается за счет электрического тока I в обмотке электрической катушки ЭМ (МДС М). Протекание магнитного потока _ через рабочий воздушный зазор обусловливает в нем магнитное напряжение U_m(1–3), определяемое по формуле (1.10). Через магнитопровод протекает магнитный поток _М, который обусловливает в нем магнитное напряжение U_M, определяемое по формуле (1.17). Магнитное напряжение U_m(1–3) является полезной составляющей, так как затрачивается на проведение магнитного потока _ через рабочий воздушный зазор, а магнитное напряжение U_М характеризует непродуктивные потери МДС на проведение магнитного потока _М в магнитопроводе.

Для исследования связи между магнитной индукцией В_ и током I с учетом свойств магнитного материала магнитопровода построим алгоритм анализа магнитной системы ЭМ с использованием разработанной математической модели.

Схема такого алгоритма представлена на рис. 1.4. При построении схемы алгоритма использовались сведения, приведенные в прил. 2.

Исходными данными для исследования являются следующие параметры:

1) геометрические размеры ЭМ, м а; в; с; ;

2) максимально допустимая по условиям нагрева обмотки электри-ческой катушки плотность тока, А/м j ;

3) число витков обмотки электрической катушки, витков N;

4) коэффициент заполнения токопроводящим проводником (как правило, медный или алюминиевый изолированный обмоточный провод) обмоточного окна катушки ,о.е K ;

5) ток (рекомендованные преподавателем значения) в электрической обмотке катушки, А I;

6) основная кривая намагничивания магнитного материала магнитопровода (1 квадрант) графики, прил. 1, п. 6;

7) значение магнитной индукции на выбранной основной кривой намагничивания при напряженности магнитного поля 10 кА/м,Тл В ;

8) заданное значение максимальной относительной погрешности определения координат рабочей точки на основной кривой намагничивания материала магнитопровода, о. е. ;

9) магнитная постоянная  = 410 Гн/м.

Рис. 1.4. Схема алгоритма анализа ЭМ (см. также с. 15-16)

Рис. 1.4. Схема алгоритма анализа ЭМ (продолжение)

Рис. 1.4. Схема алгоритма анализа ЭМ (окончание)

Задаваясь значением тока I, по алгоритму рис. 1.4 найти соответствующие значения следующих выходных параметров магнитной системы ЭМ:

1) магнитную индукцию в магнитном зазоре B_, Тл;

2) координаты, характеризующие положение рабочей точки на основной кривой намагничивания материала магнитопровода Н_Мi, А/м и В_Мi, Тл;

3) магнитное напряжение в воздушном зазоре U , А;

4) магнитное напряжение в магнитопроводе U_М, А.

Расчеты произвести для нескольких значений тока I, указанных преподавателем. Результаты свести в таблицу (форма 1.1).

Форма 1.1

Результаты анализа характеристик ЭМ с помощью его математической модели

№ п/п	I, А	M, А	B, Тл	Hм, А/м	Bм, Тл	Uм(1–3), А	Uм, А

Эффективность использования материала магнитопровода в некоторой рабочей точке i основной кривой намагничивания можно характеризовать относительной дифференциальной магнитной проницаемостью _ri в этой точке, определяемой по формуле

, (1.31)

где и – соответственно приращение координаты H основной кривой намагничивания в i-й точке и соответствующее ему приращение координаты В.

Результаты расчета по формуле (1.31) представлены в виде графиков _r = f(Н) (прил. 1, п. 6).

По данным табл. 1.1 (форма 1.1) построить графики зависимостей:

(1.32)

; (1.33)

; (1.34)

; (1.35)

. (1.36)

ПРИМЕЧАНИЕ. При построении графика зависимости (1.36) использовать связь (табл. 1.1) между напряженностью магнитного поля Н и током I.

По результатам анализа сделать вывод.