3.2 Закон повного струму

Рисунок 3.2 – До закону повного струму

За основу розрахунку МК прийнято закон повного струму, ана­літичний вираз якого наступний

ліва частина є інтеграл від напруженості магнітного поля по де­якому замкненому контуру (циркуляція вектора ); І_повн – алгебраїчна сума стру­мів, що входять в контур . Якщо магнітне коло складається з декількох ділянок з постійним значенням напруженості вздовж них, то інтеграл замінюється сумою інтегралів, а саме

Тоді остаточно маємо:

тут W₁, W₂, W₃ … W_k – кількість витків з відповідни­ми струмами І₁; І₂ і І₃ ...І _k в контурі. Тут і - но­мер ділянки кола, К - номер струму.

З ТОЕ відомо також, що: котушки з струмом І _k, створюють:

1. - може бути знайдене з кривих намагнічування з метою вилучення проміжних величин _{і та} ₀.

2. - може бути заданою згідно з методикою вирішення прямих задач магнітних кіл.

На цій підставі може бути установлений наступний порядок розрахунків магнітного кола:

1. Розподіл кола МК на відрізки (ділянки) з постійною напруженістю Н_і.

2. Вибір або розрахунок індукції В_і кожної ділянки.

3. Знаходження Н_і. за значенням В_і на підставі кривих В=f(H) заданого матеріалу МК.

4. Визначення середньої довжини ділянки l_і.

5.Визначення МРС ділянки F_i=H_il_i та МРС всієї довжини МК

F_k=F₁+F₂+… .

Для знаходження МРС в амперах слід приймати індукцію B в теслах (Тл) ; Н в [A/м]; l в метрах.

Загальна таблиця одиниць виміру магнітних і електричних ве­личин в системі SI (СІ) наступна:

Для немагнітних матеріалів – діамагнітних і парамагнітних:

₀=₀; ₀=410^-7 Гн/м.

А, тому що для магнітних матеріалів,  залежить від Н, то залежність В=_аН задається в довідниках.

3.3 Ділянки магнітного кола

В магнітному колі машини розрізнюють п'ять ділянок, на яких напруженість поля практично постійна:

• повітряний проміжок-зазор;

• зубцева зона якоря;

- спинка (тіло) якоря;

• осердя полюса;

• ярмо.

В найбільш загальному виг­ляді потік полюса відносно осі його розпадається на 2 частини, які створюють два однакових симетричних магнітних контури. Кількість цих конту­рів дорівнює 2р - кількості полюсів МПС, а р - кількість пар по­люсів.

Повна МРС F_к на пару полюсів МПС визначається сумою МРС окремих ділянок.

Розрахунки МРС ділянок можуть виконуватись для одного магніт­ного контуру (рис.3.3), тобто розрахунок МК проводиться для сере­дньої силової лінії магнітного потоку контуру.

Рисунок 3.3 – Розрахунки МРС ділянок для одного магніт­ного контуру

Так як потік проходить послідовно по всім п'ятьом ділянкам МК, то МРС (холостого ходу МПС) буде дорівнювати:

F_k=F_+F_з+F_а+F_п+F_я=2І_збW_зб,

тут І_{зб ;} W_зб - струм та кількість витків обмотки збудження.

Найбільший магнітний опір зосереджений в повітряному проміжку ШС. Для проведення потоку через зазор тратиться 85% МРС всього кола. В табл. 3.1 зведені всі магнітні та геометричні величини ділянок МК.

Таблиця 3.1 – Магнітні та геометричні величини ділянок МК

Ділянки магнітного кола	Ф	В	S	H	l	F-МРС
Зазор	Ф0	В	S 	Н 	2	F 
Зубці	Ф0	В3	S 3	Н 3	2h3	F 3
Спинка		Ва	S а	Н а	lа	F а
Полюс	Фn=KФ0	Вn	S n	Н n	2hn	F n
Ярмо		Вя	S я	Н Я	lя	F я

Тапер згідно з законом повного струму:

враховуючи вираз із ТОЕ: В_і=_і₀Н_і, можна записати

але В_і=Фі/Si, тоді маємо

Висновок: вищезаписані рівняння показують, що для знаходження F_k треба знайти Н_і і помножити на l_i та всі добутки просумувати; якщо відомо Ф₀ і геометричні розміри, то легко знайти В_і ділянки. Конкретні вирази дивись нижче.