Расчет магнитных проводимостей воздушных путей графическим методом

Для практических целей широко используются магнитные цепи, у которых магнитная проводимость рассеяния на единицу длины сердечника непостоянна. Поле таких цепей неоднородно. Оно силь­но зависит от формы магнитопровода, расположения катушки и величины м. д. с, и поэтому точный расчет трехмерных реальных цепей невозможен. Известные в литературе формулы проводимостей получены при упрощении истинной картины поля и, кроме того, определяются только для отдельных участков маг­нитной цепи. Разработка приближенной, но достаточно простой, методики расчета, пригодной для любых конструктивных форм и удовлетворяющей требованиям точности, является практически важной задачей.

Исследования показали, что эту задачу можно решить прибли­женно, сочетая графический метод с аналитическим. Графический метод Лемана — Рихтера успешно применяется при расчете поля электрических машин, так как он сравнительно прост и дает вполне удовлетворительные результаты. Однако попытка приме­нить его к расчету магнитных систем электрических аппаратов встретила определенные трудности.

Если в электрических машинах размеры магнитной системы в осевом направлении велики и поле можно считать плоскопараллель­ным, то в магнитных системах аппаратов все размеры соизмеримы, поэтому поле является трехмерным. Кроме того, поле многих аппа­ратов еще усложняется наличием ряда воздушных зазоров и обмо­ток возбуждения, Методика расчета, изложенная ниже, учитывает эти особенности и охватывает цепи с распределенной и сосредото­ченной м. д. с.

Исследования показали, что форма поля при прочих равных условиях зависит от расположения намагничивающей катушки на магнитопроводе и от соотношения l/с

Построить объемное поле даже для простейшей магнитной цепи не представляется возможным, но с достаточной для практики точностью оно может быть представлено в виде суммы частичных объемных полей, где в пространстве, например между гранями полюсов 1 и 2 в направлении грани в поле принимается плоскопараллельным, а в остальной части про­странства объемное поле подсчитывается по приближенным фор­мулам.

Определение магнитной проводимости воздушного зазора при постоянном магнитном напряжении между ферромагнитными поверх­ностями,

Участок любого плоско параллельного магнитного поля можно характеризовать совокупностью линии напряженности поля и ли­ний ровного магнитного потенциала.

При построении картины поля должны выполняться следующие условия:

1. магнитное сопротивление стали ферромагнитного тела полюсов и сердечников принимается равным нулю, вследствие чего линии индукции нормальны к поверхности ферромагнитных тел, которые в свою очередь являются поверхностями равного магнитного потенциала;

2. на всех участках поля линии напряженности поля (сплош­ные) и линии равного магнитного потенциала (пунктирные) должны пересекаться под прямыми углами (рис. 4.30, а);

3. средняя длина l _ср и средняя ширина b _ср единичной трубки берутся приближенно равными.

В общем случае полная проводимость какого-либо участка магнитного поля может быть определена формулой

, (2.17)

где удельная магнитная проводимость участка

; ;

Ф — магнитный поток рассматриваемого участка поля;

Ф — поток в одной трубке;

U — магнитное напряжение, приложенное между рассматри­ваемой длиной участка;

Δ U — магнитное напряжение, приложенное к единичной трубке;

т — число элементарных трубок потока в рассматриваемом

участке;

п — число единичных трубок, последовательно соединенных в элементарной трубке;

— проводимость единичной трубки на глубине поля в.