3. Магнитные цепи

В электрических машинах и аппаратах магнитные поля в большинстве случаев создаются электромагнитами, реже для этой цели используют постоянные магниты.

Слайд № 14, 15, 16

Слайд № 14 Слайд №15 Слайд № 16

На слайдах 14, 15, 16 показаны примеры электромагнитов, применяющихся на производстве.

Слайд № 17

Всякий электромагнит состоит из стального сердечника (4) и намотанной на него катушки с витками изолированной проволоки (2), по которой проходит электрический ток (клеммы 3). Для усиления магнитного поля и сосредоточения магнитных линий в определенной части пространства электрические машины и аппараты выполняют таким образом, чтобы магнитный поток проходил главным образом через ферромагнитные материалы. Таким образом, для электротехнических устройств важно качество ферромагнитного материала, то есть способность магнитопровода из этого материала «проводить» магнитный поток, созданный током обмотки.

В отдельных случаях весь магнитный поток или часть его замыкается через неферромагнитную среду, например, воздух, электроизоляционные и другие материалы, магнитные свойства которых незначительно отличаются от магнитных свойств вакуума.

Магнитная цепь, или магнитопровод – это совокупность различных ферромагнитных (сталь) и неферромагнитных (воздух) частей электротехнического устройства для создания магнитных полей нужной конфигурации и интенсивности.

Примером магнитных цепей являются сердечники трансформаторов, магнитных усилителей, электрических машин.

Слайд № 18

По электромагнитным свойствам магнитные цепи можно разделить на следующие группы:

1. Магнитные цепи с постоянной МДС (магнитные цепи постоянного тока): питание обмоток таких цепей осуществляется постоянным током;

2. Магнитные цепи с переменной МДС (магнитные цепи переменного тока): питание обмоток таких цепей осуществляется переменным током;

3. Магнитные цепи с постоянной и переменной МДС (магнитные цепи постоянного и переменного тока): питание части обмоток осуществляется постоянным током, остальных переменным током;

4. Магнитные цепи с постоянными магнитами. К таким цепям относятся устройства, в которых для получения магнитного потока используют постоянные магниты.

По своей конфигурации магнитные цепи делятся на разветвленные и неразветвленные.

Слайд № 19

Данные цепи в свою очередь подразделяются на симметричные и несимметричные.

Симметричной магнитной цепью является такая цепь, в которой условия для прохождения магнитных потоков от точки разветвления общего магнитного потока одинаковы для каждой ветви, то есть одинаковы материал и геометрические размеры магнитопровода. Симметричные магнитные цепи достаточно широко распространены.

Кроме того, магнитные цепи могут быть однородными и неоднородными. В однородной цепи условия для прохождения магнитного потока вдоль неразветвленного участка цепи не изменяются, то есть сечение и материал остаются постоянными.

При расчете магнитных цепей возникают две задачи: прямая и обратная.

Прямая задача сводится к расчету магнитодвижущей силы катушки или системы катушек, необходимой для создания заданного магнитного потока Ф.

В обратной задаче требуется найти магнитный поток Ф при заданной магнитодвижущей силе.

Расчет магнитной цепи производят с помощью законов для магнитных цепей. Рассмотрим эти законы.