книги из ГПНТБ / Бесконтактные электрические аппараты [сборник статей]

Рис. 4

Рис. 5

ЛИТЕРАТУРА

1. Абдуллаев Я- Р. «Электромагнитный стабилизатор то* ка». Авт. св-во № 392483, «ВИ» № 32, 1973.

2 . Абдуллаев Я. Р. «Расчет электродинамических сил в ПРП». Доклады Всесоюзного симпозиума «Теория преобра­ зователей и устройств с распределенными параметрами». Ташкент, 1970.

3. Серебрякова Е. И. «Электродинамический стабилизатор тока и элементы его расчета». Труды Горьковского политех­ нического института. Том XX, вып. 3. 1964.

100

18. К ИССЛЕДОВАНИЮ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО МАГНИТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПЕРМАЛЛОЯ 79НМ

К. т. и. Иоффе А. И.

Пермаллой 79НМ находит широкое применение в индук­ тивных и трансформаторных преобразователях и других электрических аппаратах, работающих на повышенных ча­ стотах. При расчете магнитной цепи аппарата требуется знать значения удельных активного (р^), реактивного (рЛ.) и

полного (рг) магнитных сопротивлений (Л1). Известно (Л2 , 3 ), что удельные активные и реактивные сопротивления материалов зависят от толщины листов, из которых собира­ ется пакет магнитопровода, конструкции магнитопровода (ленточные, шихтованные, клеенные) и ряда технологических факторов (режимов и качества термообработки, механиче­ ских нагрузок, прикладываемых при соединении листов в пакеты и др.). В связи с чем необходимо знать магнитные

В настоящей статье приводятся результаты эксперимен­ тальных исследований комплексных магнитных характери­

стик (рл-; (>д, ; рг) магнитопроводов, изготовленных путем

склеивания пластин из пермаллоя типа 79НМ (ГОСТ 1016062). Такая конструкция магнитопроводов находит широкое применение в прецизионных измерительных преобразовате­ лях.

1 (елью исследований являлось:

1. Определение влияния толщины пластины на магнитные характеристики при различной частоте изменения поля;

2. Определение разбросов магнитных характеристик, из­ готовленных по одинаковой технологии.

Для проведения экспериментов были изготовлены торой ды, склеенные из пластин толщиной 0,05; 0,1 и 0,2 мм. Склеи­ вание проводилось клеем ВС-ЮТ при давлении на пластины 20 кг/см'1. При склеивании пакеты тороидов подвергались со­ ответствующему термическому режиму (табл. 1 ).

101

После чего магнптопроводы охлаждались на воздухе вмес­ те с приспособлением.

Размеры тороидов и числа витков первичной и вторичной обмоток приведены в табл. 2 .

Все торонды имели одинаковые размеры, т. к. пластины штамповались на одном штампе. Значения рЛ. и р^ зависят

от методики их определения, т. к. при измерениях кривые то­ ков и напряжений могут существенно отличаться от синусо­ идальной формы.

трРоиЭ

Ниже приводится методика определения рх и р , принятая

в работе. Схема для измерения рЛ. и р^ приведена на рис. 1.

Покажем, что путем измерения 1\, U\, U2 и фазы между то­ ком /, и напряжением Н2 (ф) можно определить зависимости

Рд (в ) и p*(S).

102

Из закона Ома для магнитной цени тороида его магнит­ ное сопротивление будет

■w1

( 1)

Ф^ м

где 1\т— максимальное значение тока в первичной цепи (а); Ф т— максимальное значение магнитного потока (вб).

где UR — напряжение, определяемое но вольтметру Vi(eaitl); R — активное сопротивление (ом).

Величина сопротивления R выбирается из условия полу­ чения на нем напряжения 0,6-=-0,7в, необходимого для рабо­ ты фазометра.

Известно, что _

Угол cpi измеряется по фазометру Ф, Величина макси-

103

малыюго значения индукции определяется по величине папряжения но вторичной обмотке тороида.

где U — папряжеине во вторичной обмотке тороида (в,|, );

I — частота напряжения (гц);

w — число витков вторичной обмотки.

При проведении исследований были определены разбросы

толщин пластин при частотах 0,4; 2; 4 и 6 кгц приведены на рис. 3, 4; 5. На основании анализа полученных характеристик можно сделать следующие выводы и рекомендации.

1. Разбросы магнитных характеристик мапштоироводов составляют для р ~ ± 2 0 % для рл- ~ ± 1 0 % от средних зна­

чений. Отклонения магнитных характеристик от номиналь­ ных значений следует учитывать при проектировании и рас­ чете взаимозаменяемости магнитных цепей.

2. При индукциях 0,5-4-4 кге значения рЛ.(/4) и р ^(В )

104

имеют минимальные значения п мало изменяются от индук­ ции. При расчетах можно считать, что рЛ. и р^ в пределах

0,54-4 кгс не зависят от индукции. При индукциях выше 1 кгс р начинает резко увеличиваться. При проектировании

магнитной цени аппарата из сплава 79НМ следует стремить­ ся, чтобы индукция не превышала 4 кгс.

3. Реактивное магнитное сопротивление увеличивается с увеличением частоты поля (рис. 6 ), причем характер изме­

нения рх от частоты зависит от толщины листа.

Для магнитопроводов из 79НМ, работающих в диапазоне частот 0,4— 6 кгц, можно рекомендовать пластины толщиной 0,1 мм. Следует отметить, что уменьшение толщины пластины

(до 0,05 мм) не вызывает уменьшения рЛ. при повышенных

р— удельное электрическое сопротивление,

Ршах— максимальная магнитная проницаемость, f — частота в гц.

о

Для пермаллоя 79НМ 1^. — (Л5). Г t

Согласно этой формуле толщину листа следует брать при

400 гц — 0,1 мм\ при 1600 гц—0,05 мм; при 6000 гц—0,026 мм.

Неоправданное уменьшение толщины листа приводит к уве­ личению габаритов и стоимости магнитопровода. Поэтому в процессе проектирования магнитной цепи аппарата для при­ нятой конструкции и технологии пзг.отовления магнитопро­ вода п рабочей частоты следует экспериментальным путем определять оптимальную толщину листа материала по ми­

нимальным значениям p v н р^ .

4. Для экспериментального определения составляющих комплексного магнитного сопротивления можно рекомендо­ вать предложенный в работе способ. Этот способ прост и не требует применения какого-либо специального оборудования.

105

107

тивлеппн некоторых магнитных материалов». Известия ВУЗов, «Электромеханика», № 4, 1972.

5. Розеиблат М. Л. «Магнитные усилители и модулято­ ры», ГЭИ, 1963.

19. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДАТЧИКОВ УСИЛИЙ С ИНДУКЦИОННОЙ ПОДВЕСКОЙ

Инж. Гераськов В. Л.

Для экспериментальных исследований был изготовлен опытный образец датчика, имевший следующие данные: ших­ тованный магпитонровод набран из листов стали Э42 толщи-

сопротивление обмотки возбуждения г, =41,4 ом; напряже­ ние питания U| = 30 в; частота /у = 50 гц.

В процессе исследовании использовались медные и алю­ миниевые экраны различной толщины, по с одинаковыми внутренними и наружным диаметрами.

Выходной величиной индуктивного датчика является ток возбуждения / (. Из уравнений равновесия напряжений для обмотки возбуждения и экрана:

('/, — /|/ 'i ~ ) ~ / / 1-V| ] | j t 2А" 12

Оh/2Jr ihXyi-Y /С]-V12

кж возуждення определяется в виде

_____________ Ui__________

'I (ri + r,..)2 -f- (Хц—М„)2

где приведенные сопротивления

учитывают влияние экрана на обмотку возбуждения. Естест­ венно, что нрп перемещении экрана датчика под действием

108

приложенного усилия его влияние на обмотку возбуждения изменяется, следовательно, изменяются и приведенные сопро­

тивления Г]„и х 1п. На рис. 1 представлены эксперименталь­

щения X экрана. Из графиков видно, что по мере приближе­ ния экрана к обмотке возбуждения ее активное сопротивле­ ние возрастает, а индуктивное сопротивление — уменьшает­ ся. Причем крутизна и линейность характеристик зависит от

.омического сопротивления экрана г2 и магнитной проводи­ мости системы. При уменьшении г2 крутизна и линейность ха­

ря в основном сказывается только на крутизне характеристик, которая при его наличии возрастает.

При неизменном напряжении питания U1 ток возбуждения 1\ определяется сопротивлением обмотки возбуждения, т. е. зависит от характера изменения rin и Х\п. На рис. 2 показа­ ны зависимости I\ — f(X) для экранов с различным .омичес­ ким сопротивлением. Как следует из графиков, при уменьше­ нии омического сопротивления экрана крутизна характеристик

Отсюда видно, что характер изменения электродинамической силы в основном определяется током возбуждения. Это под­ тверждается экспериментальными зависимостями F э = f(X), показанными на рис. 3.

Важнейшей характеристикой датчика, является его вы­ ходная характеристика, представляющая собой зависимость тока возбуждения 1\ от внешнего усилия, приложенного к экрану. Из характеристик, приведенных на рис. 4, видно, что омическое сопротивление экрана в основном сказывает­ ся лишь на величине тока возбуждения, крутизна же зависи­ мости /i = f(Px ) изменяется очень незначительно.

Наиболее подходящими материалами для экранов явля­ ются медь и алюминий. С этой точки зрения интересно срав­ нить характеристики датчиков с медными и алюминиевыми экранами. Как известно, удельное сопротивление алюминия

109