Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по ОТЭА.pdf
Скачиваний:
58
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
2.62 Mб
Скачать

2.Метод конформных преобразований – основан на использовании функций комплексного переменного.

x;y

u;v

3. Использование опытных зависимостей.

§6. Магнитные сопротивления участков магнитной системы из ферромагнитного материала.

 

l

 

F

Fe

S

 

Uì Äl

 

Φ = Φm sin(ωt); U м =U m sin(ωt + β)

 

 

 

 

 

 

 

 

Z м =

 

2U&м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е = 4,44 fwΦ =

 

2

 

ωwΦ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

где Е – действующее значение; Φ – амплитудное значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ià

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

Uà

 

 

 

 

 

 

 

Uì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E=-U

 

 

 

 

 

Uð

 

 

 

 

 

Ið

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U&м =U&р + jU&а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

м =

2U р

+ j

 

2U а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φм

Φм

 

 

 

 

 

где Uм – составляющая активных потерь;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uр – намагничивающая составляющая

 

 

Z м = Rм + jX м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

=

 

2Нрl

= ρ

l

; X

 

=

 

 

2Н

a

l

= ρ

l

м

 

B S

R S

м

 

 

 

 

X S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B S

 

 

 

rR ;rX

rR

rX

Bs B

41

При постоянном напряжении:

X м = 0 ; Rм = НВ Sl = μ1 Sl

§7. Классификация магнитных систем.

1.По характеру движения подвижного элемента:

1)магнитные системы с внешним притягиваемым якорем;

2)магнитная система втяжного типа (плунжерные магнитные системы, броневые МС);

3)магнитные системы с поворотным якорем.

2.По характеру распределения магнитных потоков в МС:

1)МС с сосредоточенной МДС:

l

Fd

 

Fs

Fê c

Fð

 

Fêð

Поток рассеяния Φs однороден, если:

l > (2 ÷ 2,5) с

2) МС с распределённой МДС:

Fd

Fs

Fð

Fêð

Fê

3) МС без потоковращения:

Fd

d

Fê

МС без потоковращения – это МС, соответствующая условиям:

Φs < 0,1Φδ; δ δк

3.По способу включения катушки в электрическую цепь: A. Постоянный ток:

a)параллельное включение:

42

U0

r,L

Jó

J у = Ur0 ; Fк = J у w = const b) последовательное включение:

 

 

 

 

 

r,L

 

 

 

 

U

 

Jó

 

 

r

 

 

0

 

 

 

 

í

J

у

= U 0

U0 ; F

= J

у

w = const

 

 

r + rн

к

 

 

 

 

 

rн

 

 

 

B.Переменный ток:

a)параллельное включение:

I& =

U&

U&

r + jωL

jωL

 

L = f

(δ ); F&

= I& w = f (δ )

 

 

к

 

 

 

&

&

ω &

 

ω

&

U

E =

2 wΦ =

2

Ψ = const

При параллельном включении потокосцепление остаётся постоянным. b) последовательное включение:

F&к = const

§8. Основные дифференциальные уравнения МС.

 

d2

l,Fê

D2

 

 

Fd

Ud

 

Fs

 

UD

 

d

x

 

 

 

 

dx D

 

 

 

При 0 < х < l:

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Φх = f (x); U х = f (x)

 

Fd

R

 

 

 

 

 

 

 

R

 

ÿ

 

 

 

 

îñí

Ud

 

À×Ï

 

 

 

UD

FD

43

При х = 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rя

= Rδ1

+ Rδ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При х = l:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rосн = R

 

 

+ R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

Rdx

 

 

 

Fx

+

dFxdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dFsx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dUx

 

 

Ux

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gx dx

 

 

 

 

Ux +dx dx

 

 

 

 

 

 

 

 

Rdx

 

 

 

 

fê dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

x

+ Φ

R

dx U

x

dU x

dx + Φ

x

R

2 у

dx = f

к

dx

 

 

 

 

 

 

x

1у

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dU x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Φ

x

(R

 

+ R

2

у

)f

к

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

1у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φx + dΦsx = Φx + dΦx

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

dΦ

 

 

 

 

+

dU

 

 

 

 

dx =U

 

g

dx +

 

dU

 

 

 

g

 

d 2 x =

 

dx

U

 

dx

x

dx g

 

 

 

 

 

x

 

 

 

dx

x

 

x

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

x

s

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

s

 

 

 

 

 

dΦ

dxx =U x gs (2)

Уравнения (1) и (2) составляют систему уравнений магнитной цепи. Вышеприведённая форма записи имеет место, если:

1)qs = const ;

2)направление векторов положительное;

3)начальные условия:

При x = 0:

Uδ = Φδ Rя

При x = l:

U = −Φ Rосн

Если магнитные сопротивления R1 и R2 не постоянные по величине, то для решения системы уравнений магнитной цепи применяются численные методы решения.

Если магнитные сопротивления R1 и R2 постоянные по величине, то система уравнений (1) и (2) решается как система линейных уравнений.

Если магнитное сопротивление стали Rст равняется нулю, то:

dU x = − fк dx

dΦx =U x gs dx

R = Rосн + R 1 + R 2 = 0

§9. Распределение магнитного потока и магнитного напряжения в линейной системе при односторонних нагрузках.

dU x = fкdx

U x = − fк x + C1

При x= 0:

U x =Uδ = Φδ Rя

44

d2

 

 

 

D2 =0

 

 

d1

 

 

 

D1 =0

 

 

Ux

 

 

 

 

 

 

 

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

Fx

 

 

 

õ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fñð

 

 

 

 

 

 

Fd

 

 

 

 

 

 

 

Fsx

 

 

 

õ

 

 

 

 

 

 

 

 

õ

 

 

 

 

 

 

С1 =Uδ

 

 

 

 

 

При x= l:

 

U x

= − fк x +Uδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U x

 

=U

= −Φ Rосн = 0

 

 

U =Uδ fк х = 0 ; Uδ = fкl = Fк

 

 

 

U x = fк (l x)

 

 

 

 

 

dΦx = fк (l x)gs

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

Φx = − fк gs (l x)2 + C2

 

 

При x= 0:

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Φx = Φδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φδ = − fк gs l 2

+ C2 ; C2 = Φδ

+

fк gs

l 2

2

 

 

 

 

 

 

2

 

Φx = − fк gs

(l x)2 + Φδ +

fк gs l 2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

Φ = fк gs l 2

+ Φδ

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Φsx = Φx − Φδ = − fк gs

(l x)2

+

fк gs l 2

При x= l:

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

fк gs l 2 = F G

 

 

 

 

Φ

s

=

sпр

 

 

 

 

2

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gsпр = gs l

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Φ

= Φs + Φδ

 

 

 

 

 

 

 

45

 

 

 

 

 

Эквивалентная схема замещения:

 

 

Fd

 

 

Fs F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

R

 

 

Rsïð

 

 

ÿ

 

 

 

 

 

 

 

 

Fê

1 l

Φср = l 0 Φ

 

 

 

 

 

Φср =

1

Φx dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φx = −

fк gs

(l x)2 + Φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

f

к

g

2

 

 

 

 

 

1

 

 

g

l

 

1

 

dx

 

 

s

(l x)

dx

= Φ −

 

 

fкl

s

 

= Φ −

 

FкGsпр

 

2

 

3

 

2

 

3

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φср

= Φ −

1

Φs

;

Φср = Φδ

+

2

Φs

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§10. Распределение магнитного потока и магнитного напряжения в линейной системе с двухсто-

ронней

нагрузкой.

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

 

 

 

 

 

D2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FD

UD

d1

D1

Ux

 

Ud

 

Fê

 

 

õ

UD

F

 

x

Fí

FD

 

Fd

 

õ

dU x = − fк dx

dΦx =U x gs dx

При х = 0:

Rя = Rδ1 + Rδ2

При х = l:

Rосн = R 1 + R 2

Rст = 0

46

 

 

dU x = fкdx

 

 

 

 

 

 

 

 

U x = − fк x + C1

 

 

 

При x= 0:

С1 =Uδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U x = − fк x +Uδ

 

 

 

При x= l:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U =Uδ fкl =Uδ Fк < 0

 

 

U x

 

x0

=Uδ fк x0 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uδ = fк x0 ; x0 =

Uδ

 

 

 

 

fк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U x = fк (x0 x)

 

 

 

 

dΦx =U x gs dx = fк (x0 x)gs dx

Φx = −

fк gs

(x0 x)2 + C

2

 

 

 

При x= 0:

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φx = Φδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φδ = −

fк gs

х02

+ C2 ; C2 = Φδ +

 

fк gs

х02

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

fк gs

 

 

 

 

 

Φx = Φδ

+

(2xx0 x2 )

 

 

õ0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fê õ0

fê (l-x0 )

 

 

 

 

d1 D1

d2 D2

Fd

F's

F'í

F''í

R''sïð

Rîñí

Rÿ

R'sïð

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F''s FD

 

 

 

Φ′н = Φ′н

gs (l х0 )

 

 

Gsпр =

gs х0

; Gs′′пр

=

 

 

 

2

 

 

2

 

Φ′н = fк x0 gs2x0 + GδΣ

47

Φ′н′ = fк (l x0 )(GΔΣ + Gs′′пр )= Φ′н

 

 

 

GδΣ =

Gδ1 Gδ2

 

 

; GΔΣ =

G

1 G 2

 

 

 

 

 

 

 

Gδ1 + Gδ2

 

 

G 1

+ G 2

 

)

 

 

g

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

s

(l x

f

x

 

s

 

+ G

δΣ

 

= f

к

(l x

)

G

ΔΣ

+

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

=

 

 

l

 

 

gs l + 2GΔΣ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 GδΣ + GΔΣ + gs l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§11. Расчётные коэффициенты, характеризующие распределение магнитного потока в магнитной

цепи.

1. Коэффициент выпучивания

Fd

Fd

Ud

Fêð

Fð

Fð

Gð

Gêð

Fêð

 

 

 

 

 

Φδ = Φр + Φкр

 

 

 

 

 

 

 

Uδ =

 

Φδ

 

 

=

 

Φр + Φкр

=

 

Φр

 

 

 

Gр + Gкр

 

Gр + Gкр

 

Gр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

в

=

Φδ

=

Gδ

=

Gр + Gкр

=1

+

Gкр

 

> 1

Φр

Gр

 

 

Gр

Gр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Коэффициент рассеяния

 

 

 

 

Fd

 

 

 

 

Fs

 

F

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

Gsïð

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fê

 

 

 

 

 

 

 

Φ

= Φs + Φδ

 

 

 

 

 

 

 

F

=

 

 

Φ

= Φδ

 

 

 

 

 

 

к

 

GδΣ + Gsпр

GδΣ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

=

Φ

=

Φ

н =

GδΣ + Gsпр

=

1 +

Gsпр

s

 

 

 

GδΣ

GδΣ

 

 

Φδ

Φδ

 

 

 

3. Частичный коэффициент рассеяния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

= Φх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fк gs

 

 

 

fк gs

(x

 

x)2 = Φ

 

 

fк gs

 

2

 

 

 

х

2

 

Φ

 

= Φ

 

+

x2

 

 

+

x

1

1

 

 

 

 

2

 

2

 

 

2

 

х

 

 

x

 

δ

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

δ

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fк gs

 

x02 = fк x0

gs x0

=UδΣGsпр (х0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48