1.3. Пример расчета эм

Построить математическую модель С-образного ЭМ и произвести анализ его характеристик по следующим исходным данным:

1) геометрические размеры:

a = 0,020 м; b = 0,030 м; с = 0,030 м;  = 0,005 м;

2) электрические параметры:

; N = 1000 витков; I₁ = 2,8 А; I₂ = 2,0 А; I₃ = 4,0 А; К_зап = 0,4 о.е;  = 10 %;

3) материал магнитопровода – ковкий чугун с черной сердцевиной (основная кривая намагничивания по прил. 1, п. 6, рис. П1.8).

1.3.1. Ввод исходных данных

Блок 1: a = 0,020 м;

b = 0,030 м;

с = 0,030 м;

 = 0,005 м;

;

I = 2,8 А;

N = 1000 витков;

К_зап = 0,4 о.е;

 = 10 %;

Н₁₀ = 10 ;

В₁₀ = 1,34Тл (значение индукции точки основной кривой намагничивания рис. П1.8 при значении напряженности намагничивающего поля H = Н₁₀).

1.3.2. Расчет основных параметров эм

Блок 2: Гн;

Блок 3:

Блок 4:

Блок 5:

Блок 6:

Блок 7:

Блок 8:

Блок 9: ;

Блок 10:

1.3.3. Определение координат точки на основной кривой намагничивания, характеризующей магнитное состояние магнитопровода ЭМ (решение нелинейного уравнения (2.28) магнитного состояния магнитопровода ЭМ)

Блок 11:

Блок 12: (см. рис. П1.8);

Блок 13:

Блок 14:

Блок 15: Тл, (рис. П1.8);

Блок 16:

Блок 17:

Блок 18:

Блок 19:

Блок 20: (рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

Блок 26:

Блок 27:

Блок 28:

Блок 19:

Блок 20: (рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

Блок 26:

Блок 27:

Блок 28:

Блок 19:

Блок 20: (рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

Блок 26:

Блок 29:

Блок 30:

Блок 31:

Блок 19:

Блок 20: (рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

Блок 26:

Блок 29:

Блок 30:

Блок 31:

Блок 19:

Блок20: (рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

Блок 26:

Блок 29:

Блок 30:

Блок 31:

Блок 19:

Блок 20: (см. рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

Блок 26:

Блок 27:

Блок 28:

Блок 19:

Блок 20: (рис. П1.8);

Блок 21:

Блок 22:

Блок 23:

Блок 24:

Блок 25:

1.3.4. Расчет остальных магнитных параметров эм

Блок 33:

Блок 34:

Блок 35:

Блок 36:

Блок 37:

1.3.5. Вывод результатов расчета

1.3.6. Анализ характеристик эм

Результаты проведенного расчета, а также результаты аналогичных расчетов для значений токов I₂ = 2,0 А и I₃ = 4,0 А сведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Результаты анализа характеристик ЭМ с помощью его математической модели

№№ п/п	I, А	М, А	B, Тл	Hм, А/м	Bм, Тл	, А	Uм, А
1	2,0	2000	0,423	1367	0,82	1686	350
2	2,8	2800	0,540	2266	1,05	2158	628
3	4,0	4000	0,670	4530	1,30	2670	1391

Построим графики зависимостей (1.32)–(1.36), рис. 1.5.

Анализ зависимости (рис. 1.5,а) показывает, что с ростом тока I в обмотке ЭМ главная характеристика ЭМ – магнитная индукция B_ в рабочем воздушном зазоре также растет, однако скорость нарастания индукции B_ постепенно падает. Так, например, отношение в интервале токов от 2,0 до 2,8 А составляет 0,146 Тл/А, а то же отношение в интервале токов от 2,8 до 4,0 А равно уже 0,108 Тл/А. Снижение скорости роста зависимости B_ от I объясняется снижением относительного магнитного напряжения в рабочем воздушном зазоре (рис. 1.5,в).

Рис. 1.5. Графики зависимостей (1.32)–(1.36)

С увеличением тока I в обмотке материал магнитопровода ЭМ постепенно входит в зону насыщения (пологий участок основной кривой намагничивания). Об этом свидетельствует график зависимости (рис. 1.5,д), из которого видно, что относительная дифференциальная магнитная проницаемость при росте тока I от 2,0 до 4,0 А упала с 400 до 6 относительных единиц. В этой связи повышается сопротивление магнитному потоку в магнитопроводе и все большая часть МДС М затрачивается на проведение магнитного потока через магнитопровод. Из рис. 1.5,г видно, что с ростом тока I от 2,0 до 4,0 А относительное магнитное напряжение на магнитопроводе выросло с 17,5 до 34 %.

Рост тока I не влияет на соотношение (рис. 1.5,б), т.е. с ростом тока I не происходит перераспределение общего магнитного потока между потоком _ в рабочем воздушном зазоре и потоком рассеяния _рас ЭМ.