Постоянные магниты, характеристики и параметры

Постоянные магниты характеризуются тремя основными параметрами: остаточной магнитной индукцией Вr, коэрцитивной силой Нc и энергетическим произведением BH.

 Вr определяет величину магнитного потока. Если в генератор поставить магниты с большей магнитной индукцией, то пропорционально (грубо говоря) увеличится напряжение на обмотках, а значит и мощность генератора.

 Нc определяет магнитное напряжение. Если в генератор поставить магниты с большей коэрцитивной силой, то магнитное поле сможет преодолевать большие воздушные зазоры. И сможет "поддержать ток" в большем числе виков статора. При переделке промышленного генератора на постоянные магниты мотать добавочные витки обычно некуда, поэтому повышенная коэрцитивная сила полезна при изготовлении самодельных генераторов со статором не имеющим железа. Чтобы "пробить" значительные воздушные промежутки без большой Нc не обойтись. Редкоземельные магниты лидеры по этому показателю.

 BH вычисляется в расчете на 1 м³ магнитов, Это произведение получается меньше чем просто произведение Вr на Нc. По величине BH можно судить о том, насколько будут малы габариты магнитной системы.

   Теперь о том какие бывают магниты. Для изготовления самодельных генераторов целесообразно применять только два вида магнитов: ферритовые, которые используются в динамиках и самые мощные в настоящее время РЗМ (редкоземельный металл) магниты из неодима.

8. Основные формулы расчёта электродинамической силы в электрических аппаратах. [8]

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ (учебник Родштейн)

Расчет электродинамических сил ведется обычно либо на основании закона взаимодействия проводника с током и магнитным полем (первый метод), либо по изменению запаса магнитной энергии системы (второй метод).

Расчет электродинамических сил на основании закона взаимодействия про­водника с током и магнитным полем. Возьмем систему из двух произвольно расположенных проводников 1 и 2 (рис. 3-1,6), обтекаемых токами и Напряженность магнитного поля, создаваемого элементом проводника 2

в месте расположения элемента проводника 7, будет

где — угол между вектором и направлением тока по элементу

Весь проводник 2 создает в месте расположения элемента напряженность магнитного поля

Элементарная сила, действующая на элемент , обтекаемый током

где — угол между вектором магнитной индукции и вектором тока

— магнитная проницаемость воздуха.

Полную силу F взаимодействия между проводниками 1 и 2 получим после интегрирования по всей длине проводника 1:

Считая токи и неизменными по всей длине проводника, уравнение (3-5) можно переписать в виде произведения членов:

Первый член этого выражения зависит только от значений токов. Второй член зависит только от взаимного геометрического расположения проводников и представляет собой безразмерную величину. Эту величину часто называют коэффициентом контура, который обозначим буквой с. Тогда

т. е. сила взаимодействия между двумя проводниками, обтекаемыми токами и пропорциональна произведению этих токов (квадрату тока при

) и зависит от геометрии проводников. Подставив в уравнение (3-7) значение и вычисляя силу

в ньютонах, получим

Расчет электродинамических сил по изменению запаса электромагнитной энергии контуров. Электромагнитное поле вокруг проводников и контуров с током обладает определенным запасом энергии. Электромагнитная энергия контура, обтекаемого током

Электромагнитная энергия двух контуров, обтекаемых токами и

где — индуктивности контуров; — взаимная индуктивность контуров.

Всякая деформация контура (изменение расположения отдельных его элемен­тов или частей) или изменение взаиморасположения контуров приводят к изменению запаса электромагнитной энергии. При этом работа сил в любой системе равна изменению запаса энергии этой системы:

здесь — изменение запаса энергии системы при деформации системы в

направлении под действием силы

На указанном законе (3-11) и основан второй метод определения электро­динамических сил в контурах. Электродинамическая сила в контуре или между контурами, действующая в направлении , равна скорости изменения запаса энергии системы при деформации ее в том же направлении:

Согласно сказанному электродинамическая сила в контуре, обтекаемом током

а электродинамическая сила между двумя взаимосвязанными контурами с токами и будет