4.На переменном токе имеются значительные потери энергии по сравнению с ЭММ постоянного тока.
5.Магнитопроводы ЭММ переменного тока должны быть шихтованными.
6.Основной тип питания электроустановок – это питание переменным током.
ИЭММ постоянного тока и ЭММ переменного тока являются устройствами нейтрального типа, т.е. направление электромагнитной силы не зависит от направления тока. Сила направлена в сторону уменьшения зазора.
§11. ЭММ выпрямленного тока. Схемы выпрямленного тока:
1.Однополупериодная схема:
u(t)
2. Мостиковая схема (двухполупериодная):
r, L
u(t)
|
U m sin(ωt)= ir + L |
di |
|
||||||||
|
dt |
||||||||||
|
|
0 < ωt < π |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
i(t)= Cе− |
t |
(ωt − β) |
||||||||
|
τ |
+ Im sin |
|||||||||
|
|
i |
|
ωt=0 = i |
|
ωt=π |
|||||
|
|
|
|
||||||||
i(t)= J0 + J1 sin(2ωt +γ1 )+ J 2 sin(4ωt +γ2 )+... |
|||||||||||
Значения J0, J1, J3 и т.д. определяются величинами L и r. |
|||||||||||
|
J1 < 0,16J0; J 2 |
≈ 0 |
|||||||||
Вышеприведённые соотношения показывают, что высшими гармониками при расчётах можно |
|||||||||||
пренебречь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J0 |
= 2 |
2 U m ≈ 0,9 U m = 0,9Im |
|||||||||
|
π |
|
|
r |
r |
||||||
Дополнительно никаких устройств изменяющих характер пульсаций не требуется. Можно использовать дополнительно средства форсировки возбуждения.
При отключении цепи катушка в мостиковой схеме шунтируется вентилями, что снижает нагрузку и замедляет отключение.
Тема 7. Поляризованные механизмы
§1. Магнитные цепи с постоянными магнитами.
В поляризованных механизмах предусматривается несколько источников МДС. Один из этих источников выполняет поляризующие свойства, другой – управляющие функции.
Любой материал можно намагнитить до такого состояния, когда обеспечивается величина остаточной магнитной индукции Вr.
Среди магнитных материалов выделяют: 1) магнитно-мягкие материалы:
Hc = (100 ÷ 200)А
м
76
Вr ≈ 2Тл - для постоянного тока; Вr ≈ (1,4 ÷1,5)Тл - для переменного тока 2) магнитно-твёрдые материалы:
Hc = (2 ÷3)МА
м; Вr = (0,8 ÷1)Тл
|
B |
|
|
|
Bs |
|
A |
ëó÷ |
|
|
|
Br |
|
|
|
зазора |
B1 |
ÎÊÍ |
|
|
B |
a |
|
|
1 |
|
|
Hc |
H1 |
Hc |
H |
|
Br |
|
|
ОКН – основная кривая намагничивания; АВ – кривая размагничивания; В – точка отхода, задаваемая свойствами материала и положением луча зазора (величиной зазора); Вs – индукция насыщения
Магниты из редкоземельных материалов обеспечивают ещё лучшие магнитные свойства.
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
Hl + Hδ δ = 0 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
δ « l; Φδ |
≈ 0 |
|
|
|
|
|
||||||
|
B = B = μ |
H |
|
|
= −H |
l |
μ |
|
|
||||||
|
|
δ |
|
0 |
|
|
δ |
|
l |
|
δ |
|
0 |
|
|
|
|
|
G |
δ |
= μ |
0 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
||
|
|
B = −H l |
G |
|
= K |
H |
|
|
|
||||||
|
|
|
l |
|
S |
|
δ |
|
1 |
|
|
|
|
||
K |
|
= −G |
; K = G |
l |
= tgα |
р |
|||||||||
|
1 |
|
δ S |
|
|
|
|
|
|
δ |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Br |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Bâ |
линия |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
возврата |
||||||
|
|
|
Àð |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
A0 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
H |
að |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |
|
|
|
|
|
|
|
||
1 – второй цикл перемагничивания; 2 – кривая частичного цикла перемагничивания; А0 – точка отхода; Ар – рабочая точка; Вв – индукция возврата
Коэффициент возврата (справочная величина), характеризующий линию возврата:
|
В |
|
Вr |
|
|
|
|
ρ = |
= |
|
− |
Вr |
|||
|
|
1 |
|
|
|||
Н |
|
|
|||||
|
|
Hc |
|
Bs |
|||
Определение состояния магнитно-твёрдого материала:
|
|
d |
d2 |
|
|
|
|
|
Bâ |
r |
|
|
d1 |
|
Að |
||
|
|
Bð |
|
||
|
A0 |
|
|
|
|
|
a1 |
|
B0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Hcô |
Hc |
H0 |
Hð |
a |
|
Н = Н0 − Н = Н0 − |
В |
= Н0 − |
В − В0 |
||
ρ |
ρ |
||||
Фиктивная коэрцитивная сила:
Нсф = Н0 + Вρ0 Н = Нсф − Вρ
Стабильный режим работы постоянного магнита:
В0 < В < Вв |
|
A0 |
DB |
A'0 |
|
При уменьшении угла α линия возврата будет опускаться, и превышение В будет чрезмерным.
Wуд = ВН2
Wм = ВН2 lS ; Wδ = Вδ2Нδ δS Hδ = H δl
Wδ = ВН2 δl δS = ВН2 lS =Wм
В зазор переносится столько же энергии, сколько имеется в самом магнитном материале.
|
d |
B |
|
|
|
|
|
Â1 |
H |
H1 |
Wì1 Wìmax Wì |
Рабочая точка должна соответствовать области высоких значений энергии. §2. Расчёт магнитных систем с постоянными магнитами.
78
Fd |
d1 |
d1 |
|
Fsì |
|
Fsï |
N |
S |
|
UìS |
Fò |
Fsïmax |
Fsï |
|
Φsм – поток рассеяния, обусловленный конфигурацией; Φsп – собственный поток рассеяния
|
|
Φт = Φδ + Φsм |
|||
Коэффициент рассеяния: |
|
Gт = Gδ |
+Gsм |
||
|
= Φт = |
Gδ + Gsм |
|||
σ |
sм |
||||
|
|
Φδ |
|
Gδ |
|
Φsпmax = Φт + Φsп
GΣ = Gт + Gsп = Gт + КGs′п
К = 0,1 ÷0,5
Магнитная проводимость Gsп определяется по методу простых фигур.
σ |
sп |
|
= Φsпmax |
|
= Gт + КGs′п |
||||||||||||
|
|
|
Φт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Gт |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
σ |
s |
= Φsпmax |
|
|
= σ |
sп |
|
+σ |
sм |
|||||||
|
|
|
|
Φδ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φsпmax |
= Φδ |
|
|
+ Φsм + Φsп |
|||||||||||||
|
|
|
Вm S = G |
Σ |
= σ |
s |
G |
|
|||||||||
|
|
|
H ml |
|
|
|
|
|
|
δ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
B |
|
= H |
|
|
σ |
G |
|
|
l |
|
||||
|
|
|
|
m |
|
|
m |
|
|
s |
|
δ |
|
S |
|
||
|
|
|
|
|
d, ss >1 |
|
|
B |
|
||||||||
|
|
d, ss =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Àð1 |
|
|
|
|
Àð2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
A0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
H1 |
|
H2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
tgα = σ |
s |
G |
|
l |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|
S |
|
|
||
|
|
|
Нl |
= Н |
сф |
l |
− |
Вl |
S |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
|
|
S |
|
||||
U м = Fф − Φ ρlS
Внутреннее магнитное сопротивление ферромагнитного элемента:
79