5. РОС							X	/
   							/
   					>	У
   	\
   \								Р/
   \
   						=/?А	i+jXn
   						1 .	1
   					!\М	ГР1	а I ,
   					хм	1 1	11
   									Ф. и

   0 0,2 0,4 0,6 0,8 МкВб

   им

   Рис. 8-9

   

   влечет за собой распространение силовых линий к центральной части полюса, т. е. увеличение эффективной площади полюса, замед­

6. ляющее рост R₆. Поэтому при резко выраженном поверхностном эффекте рекомендуется сужать поперечные размеры торца полюса до величины а — 2г_0>05.

Выбор МДС и числа витков катушки электромагнитного преобра­зователя. МДС преобразователя определяет ряд величин, от которых зависят такие важные характеристики преобразователей, как чув­ствительность, точность, потребление мощности и габариты. Рас­смотрим это обстоятельство на приведенных выше примерах. На рис. 8-1,6 показан магнитоупругий преобразователь. Очевидно, что чем больше число витков обмотки и соответственно ее индук­тивность L = t^²/Z_M и чем больше ток через обмотку, тем больший при прочих равных условиях выходной сигнал (например, в виде изменения напряжения на преобразователе) сумеем получить с этого преобразователя. Однако увеличение числа витков приведет к уве­личению габаритов обмотки или при заданных габаритах потребуется намотка более тонким проводом и увеличится активное сопротивле­ние обмотки. Увеличение МДС приведет также к увеличению актив­ной мощности, выделяющейся в преобразователе и вызывающей его нагрев, что, в свою очередь, может привести к появлению погреш­ностей. На рис. 8-5 было показано принципиальное устройство фер- родинамического измерительного механизма. Характеристики меха­низма в Значительной степени определяются МДС обмотки 1. Уве­личение МДС обмотки 1 приведет к увеличению индукции в зазоре, в котором находится рамка, и соответственно к увеличению вращаю­щего момента М_фд, что позволит при прочих равных условиях повы­сить качество механизма. Однако увеличение МДС приведет к уве­личению мощности, потребляемой механизмом из измерительной цепи, в которую он включен. Увеличение потребления прибора суще­ственно снижает его эксплуатационно-технические характеристики.

Таким образом, выбор МДС и числа витков обмотки ЭМ преобра­зователя должен производиться при комплексном учете ряда фак­торов. Связь некоторых из них с МДС и числом витков рассмотрена ниже.

1. Полная мощность преобразователя, которую в первом при­ближении можно принять равной его реактивной мощности, опре­деляется как Р_р — соГФ, где F — МДС; Ф — магнитный поток. Мощность преобразователя - Р_р должна быть в десятки-сотни раз больше требуемой выходкой мощности (см. § 3-2).

2. Температура нагрева катушки © определяется удельной теп­ловой нагрузкой преобразователя, равной = P^S_OXJ[t где Р = — = /² (Ro + соw²XJZi,) — активная мощность преобразова­теля; 5_охл — поверхность охлаждения катушки (подробнее см. § 2-2).

wnD_Cp

3. Сопротивление обмотки постоянному току R_Q == р —-щ^, где

£>_ср — средний диахметр витков катушки; d_n — диаметр проволоки. При заданной площади S_OKH окна катушки и коэффициенте укладки k_y число витков определяется из выражения w — 45_окн&_у/ Найдя

отсюда dn и подставив в уравнение R_0J получим R₀ =npD_CpW²/ (S_0Kilfe_y).

Активная мощность Р должна быть меньше допустимой по на­греву: Р ^ |5_0Х/1©_Д0П. Величину £ рекомендуется ограничить зна­чением 50—100 Вт/м² (50—100 мкВт/мм²).

5. Электромеханическая сила притяжения якоря к сердечнику

равна =

5. Магнитный поток равен Ф = Iw/Z_м. Если пренебречь, паде­нием напряжения на сопротивлении R_0J значение потока можно определить из формулы Ф — UI (соw). Допустимое значение по­тока определяется по выбранному значению индукции В или при резком проявлении поверхностного эффекта по выбранному значе­нию Ф!и.

Приведенные выше формулы позволяют определить допустимую МДС обмотки, т. е. произведение Iw, или, что чаще бывает удобнее, отношение Uiw. В малогабаритных преобразователях выбор МДС ограничивается нагревом катушки собственным током. В измери­тельных механизмах выбор МДС определяется допустимым потребле­нием механизма, а также допустимым значением индукции в магнито- проводе, так как увеличение индукции приводит к появлению погреш­ности, вызываемой магнитным гистерезисом.

В индуктивных и магнитоупругих преобразователях желательно создать такую индукцию в магнитопроводе, чтобы магнитная про­ницаемость стальных участков была максимальной, или при резко выраженном поверхностном эффекте обеспечить такое значение Ф/«, чтобы удельные магнитные сопротивления р и к были минимальными (см. рис. 8-9). При этом сопротивление преобразователя Z прак­тически не зависит от колебания напряжения источника питания. В индуктивных преобразователях, используемых в приборах для измерения малых сил и давлений, где якорь преобразователя выпол­нен в виде мембраны или закреплен слабой пружиной, МДС огра­ничивается допустимой силой притяжения F_9M, которая должна быть намного меньше измеряемой.