Единицы измерения магнитных величин.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 7Следующая ⇒

Система единиц (СИ) определяет единицы магнитных величин на основании законов электромагнетизма через соответствующие электрические и механические единицы.

Максимальная напряженность имеет место на внешней поверхности проводника. Внутри проводника также возникает магнитное поле, но напряженность его уменьшается по направлению от внешней поверхности к его оси. Напряженность магнитного поля Н измеряется в амперах на метр (А/м).

1 А/м -это .напряженность магнитного поля, возбуждаемого током 12,566 А прямого, бесконечно длинного проводника на расстоянии 2 м от его оси. Размерность единицы (А/м) и определение ее даны на основании закона полного тока.

Магнитный поток Ф измеряется в веберах (Вб). 1 Вб равен такой магнитный поток, при убывании которого до нуля за 1 с в контуре, сцепленном с этим магнитным потоком, возникает ЭДС индукции, равная 1 В: Вб = В • с.

Магнитная индукция В измеряется в теслах (Тл). 1 Тл - это индукция такого равномерного магнитного поля, в котором магнитный поток через площадь в 1 м², перпендикулярную направлению магнитного поля, равен одному 1Вб:Тл = Вб/м².

Абсолютная магнитная проницаемость и магнитная постоянная измеряются в . Так как следовательно, единица абсолютной магнитной проницаемости должна измеряться в

Индуктивность измеряется в генри (Гн). Индуктивностью в1Гн обладает
такой контур, в котором ток, силой 1 А создает сцепленный с контуром магнитный поток в 1 Вб. Так как Гн = , то единица будет Гн/м.

Наряду с системами СИ допускается применение магнитных единиц не-рационализированной электромагнитной системы СГС, основными единицами которой являются сантиметр, грамм, секунда. Формулы электромагнетизма в этой системе нерационализированные; они содержат коэффициент .

В этой системе напряженность Н измеряется в эрстедах (Э):

Магнитный поток Ф измеряется в максвеллах (Мкс). 1 Вб = 10⁸Мкс.

Магнитная индукция В измеряется в гауссах (Гс). 1 Тл = 10⁴Гс,

Индуктивность измеряется в сантиметрах (см). 1 Гн = 10⁹см.

Закон полного тока определяет зависимость напряженности магнитного поля от токов, его возбуждающих. В простейшем случае напряженность Н магнитного поля прямолинейного длинного провода на расстоянии х от его оси составит:

Здесь представляет собой длину окружности, описанной вокруг провода радиусом х. Во всех точках этой окружности вследствие симметрии системы напряженность магнитного поля одинакова, а сама окружность совпадает с магнитной линией, описанной вокруг проводника

Устройство магнитной системы и принцип ее расчета

Магнитный поток в ЭМ возникает из-за наличия тока в обмотках: в машинах постоянного тока и синхронных по обмоткам возбуждения проходит постоянный ток, по обмоткам якоря - переменный; в асинхронных машинах и трансформаторах по всем обмоткам проходит переменный ток.

На (рис. ) показана в схематическом виде часть четырехполюсной машины постоянного тока и изображена картина магнитного потока, создаваемого основными полюсами (добавочные полюсы не показаны, чтобы не загромождать чертеж). Ввиду полной симметрии машины поток, создаваемый каждым из полюсов, делится относительно продольной осевой линии полюса на две части, образующие два одинаковых магнитных контура, расположенных симметрично по обе стороны от осевой линии данного полюса. Число таких контуров равно числу полюсов 2р машины, но при расчете намагничивающей силы достаточно иметь в виду только какой-нибудь один из них.

Для улучшения магнитной связи между обмотками и увеличения магнитного потока магнитная система машин выполняется из ферромагнитных материалов, обладающих хорошей магнитной проводимостью. В большинстве случаев применяется электротехническая сталь, легированная кремнием (1 —5,0 %) а другими присадками, уменьшающими потери в переменном магнитном поле.

Основной поток Ф_о составляет только часть магнитного поля, создаваемого полюсом. Другая часть магнитного поля, называемая потоком рассеяния Ф_а, ответвляется в пространство между полюсами и, следовательно, не проходит в якорь и не участвует в создании ЭДС (рис. 3).

Цель расчета магнитной системы - установление связи между магнитным потоком Фо и токами в обмотках ЭМ.

Весь путь магнитного потока в электрической машине постоянного тока состоит из пяти участков (см. рис. 3): воздушного зазора длиной 25,, зубцово-го слоя длиной 2h_z, сердечника якоря длиной L_a , сердечника полюсов длиной 2h_n, станины длиной £_с.

Так как магнитный поток в поперечном разрезе машины распределяется симметрично относительно продольных осей полюсов, то расчет магнитной цепи производят для 1/2р части машины (см. рис. 3).

По закону магнитной цепи:

(8)

где - магнитное сопротивление цепи

Здесь L_k — длина участка магнитной цепи, S_k — площадь сечения участка магнитной цепи, µ_к — магнитная проницаемость участка магнитной цепи.

Отсюда, намагничивающая сила (н. с.) обмотки возбуждения

(9)

где: - намагничивающая сила вдоль магнитной цепи;

- магнитный поток элементарной трубки;

- элемент длинны трубки;

- магнитная проницаемость тел и сред, образующих данный участок цепи;

- сечение элементарной трубки.

При расчете основной н. с. машины F_o мы делим магнитную цепь машины на участки с таким расчетом, чтобы в пределах каждого из этих участков можно было считать, что магнитный поток трубки, проницаемость и сечение ее остаются постоянными по всей длине трубки. В этих условиях мы рассматриваем магнитный поток каждого участка как состоящий из некоторого числа одинаковых элементарных трубок, имеющих длину l каждая, и равномерно распределенных по площади поперечного сечения S данного участка. Характерные для каждого участка магнитной цепи величины приводятся в табл.1.

Следует учесть, что длина элементарных трубок (магнитных линий) на участках в ярме и в спинке якоря неодинакова, поэтому расчет н. с. этих участков ведут по длине средней магнитной линии (см. рис.).

Тогда основная н. с. машины, рассчитанная на пару полюсов, может быть записана в виде:

(10)

Так как согласно условию, магнитный поток распределяется по сечению каждого участка равномерно, то

(11)

В этих условиях уравнение (1) переписывается в следующем виде:

(12)

Уравнение (12) показывает, что для определения н. с. XFo нужно для каждого из пяти участков найти соответствующую ему напряженность магнитного поля Н_г и умножить ее на длину пути потока на этом участке. Так как , то напряженность магнитного поля данного участка зависит от величины магнитной индукции и магнитной проницаемости материала участка. Если магнитный поток и геометрические размеры всех участков заданы, то тем самым определяется магнитная индукция участка по формуле (2.12). Магнитная проницаемость участка зависит от магнитных свойств материала этого участка. Дпя немагнитных материалов, в частности, для воздушного зазора, имеем: µ₀ = 4π 10^-7 Гн/м в рационализированных системах МКСА и СИ; µ₀ = 4π в рационализированной системе СГС. На практике при расчетах магнитных цепей электрических машин пользуются смешанной системой, в основу которой положена система СГСМ с переводом единиц напряжения, тока, мощности и т. д. в практические единицы - вольт, ампер, ватт и т. д. В этом случае ц₀ = 4π 10^-1.

Зная индукцию для данного материала, можно определить напряженность магнитного поля Н и построить кривую намагничивания В = f(H) этого материала.

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 2537; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!