Магнитная цепь - Магнитная цепь - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Некоторые примеры магнитных цепей:

Содержание

Магнитная цепь – Магнитная цепь

Магнитные цепи состоят из одной или нескольких замкнутых дорожек, содержащих магнитный поток. Поток обычно создается постоянными магнитами или электромагнитами и ограничивается в пути магнитными сердечниками, состоящими из ферромагнитных материалов, таких как железо, хотя в пути могут быть воздушные зазоры или другие материалы. Магнитные цепи используются для эффективного проведения магнитного поля во многих устройствах, таких как электродвигатели, генераторы, трансформаторы, реле, подъемные электромагниты, кальмары, гальванометры и головки магнитной записи.

Закон, объединяющий магнитный поток, магнитодвижущую силу и магнитное сопротивление в ненасыщенной магнитной цепи, закон Хопкинсона имеет внешнее сходство с законом Ома в электрических цепях, что приводит к взаимно однозначному соответствию между свойствами магнитной цепи и аналогичной электрической цепи. схема. Используя эту концепцию, магнитные поля сложных устройств, таких как трансформаторы, могут быть быстро решены с помощью методов и приемов, разработанных для электрических цепей.

Некоторые примеры магнитных цепей:

Подковообразный магнит с железным держателем (с цепью низкого сопротивления)
подковообразный магнит без хранителя (высокоомная цепь)
двигатель (реактивная схема)
Определенные типы датчиков (системы переменного магнитного сопротивления)

Системы зажима включают, например, электромагнитные пластины плоскошлифовальных машин, которые используются для магнитного зажима заготовок. Электромагнитные притягивающие устройства используются для передачи информации о конкретном движении на движущиеся части устройства.

Магнитные цепи электрооборудования

Магнитная цепь электроприбора – это совокупность его компонентов, через которые замыкается магнитный поток. Магнитный поток в оборудовании в основном создается обмотками, через которые протекает ток; постоянные магниты используются гораздо реже.

Магнитная система электротехнического изделия (оборудования) – это часть электротехнического изделия (оборудования), представляющая собой совокупность ферромагнитных частей, предназначенная для переноса в ней основной части магнитного потока (ГОСТ 18311-80).

Магнитная система, которая представляет собой совокупность частей аппарата, создающих магнитное поле, состоит из двух основных частей:

1) сердечник электромагнита, представляющий собой неподвижную часть электрического проводника, на котором закреплена обмотка;

2) подвижная часть системы, называемая якорем электромагнита.

Когда катушка соленоида подключена к источнику питания, часть электрической энергии, вырабатываемой катушкой, преобразуется в тепло из-за потерь энергии в сопротивлении проводников катушки, а оставшаяся энергия расходуется на создание магнитного поля.

Магнитный поток, проходящий через якорь, создает электромагнитную силу, которая притягивает якорь к сердечнику. Поэтому часть магнитной энергии, передаваемой катушке электромагнита, преобразуется в механическую энергию за счет движения якоря.

Системы магнитных аппаратов можно разделить на

(a) Системы постоянного тока

(b) Системы переменного тока.

2. В соответствии с их режимом работы:

Системы зажима включают, например, электромагнитные пластины плоскошлифовальных машин, которые используются для магнитного зажима заготовок. Притягивающие электромагнитные аппараты используются для передачи информации об определенном движении на движущиеся части аппарата.

(3) Магнитные системы делятся на магниты в зависимости от характера движения якоря:

(a) при поступательном движении якоря

b) с вращающимся движением якоря.

4 В зависимости от способа подключения различают последовательное и параллельное подключение обмотки магнита к сети. В первом случае обмотка должна быть рассчитана на полный ток, определяемый потребителями электроэнергии, и относительно низкое напряжение. Во втором случае обмотка предназначена для обеспечения полного напряжения при относительно низком токе.

5. Магнитные системы аппаратов могут иметь различные режимы работы, которые определяют условия их нагрева. В случае с двигателями можно выделить три основных типа работы: непрерывная работа, прерывистая работа и многократная прерывистая работа.

6 Электромагнитные системы аппаратов также делятся в зависимости от их конструкции.

На рисунке 2 показаны наиболее распространенные конструкции систем магнитных аппаратов.

Рис. 2 Формы магнитных систем электромагнитных аппаратов

На рисунке 2.a показан соленоид клапанного типа, используемый как в системах постоянного, так и переменного тока. Когда катушка отключается от источника тока, якорь падает с сердечника катушки под действием спусковой пружины.

На рисунке 2b показана система электромагнита постоянного тока с якорем, вращающимся в горизонтальном направлении против сопротивления пружины катушки отключения. Якорь электромагнита, показанный на рис. 2c, при включении он втягивается в катушку.

Электромагниты, показанные на рис. 2,d и e, называются электромагнитами U-типа и S-типа. Когда этот электромагнит используется в электрооборудовании переменного тока, магнитная цепь выполнена в виде сборки из стальных пластин.

Между якорем и сердечником катушки обычно находится шайба из немагнитного материала толщиной около 0,2 – 0,5 мм. Эта шайба предотвращает так называемое “магнитное прилипание” якоря к сердечнику при отсоединении катушки из-за остаточного магнитного поля. Немагнитная проставка показана на рисунке 2d.

Рисунок 3: Электромагнитное реле

Тяговая характеристика электромагнита – это зависимость силы тяги от воздушного зазора между якорем и сердечниками.

В зависимости от формы магнитопровода, вида тока, питающего катушки, и величины магнитного зазора форма тяговой характеристики может меняться.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет нашему сайту развиваться!

Таким образом, общий ток

Разветвленная нелинейная цепь (ферромагнитная)

Оставляя в стороне диссипативные, обратные и перспективные задачи разветвленной магнитной цепи, показанной на рис. 5.2, а. Каждый из трех участков этой цепи имеет разную площадь поперечного сечения S_kсо средней длиной 1_к и изготовлен из другого материала. Выбранные направления потоков показаны на рис. 5.2, а.
Найдем н.с. F в обратной задаче, которая обеспечивает заданное значение индукции B₃ на третьем участке полевой намагниченности.

Во-первых, нам необходимо найти поток F₃ = B₃S₃и из кривой намагниченности B₃ (Н₃) для материала в третьем сечении, определите напряженность поля H₃ и с.с. F₃ = H₃l₃. Поскольку секции 2 и 3 соединены параллельно, F₃ = F₂ = H₂l₂рассчитывается из и из кривой намагниченности B₂ (H₂), чтобы найти соответствующее значение магнитной индукции B₂ и поток F₂ = B₂S₂.

Затем, используя аналогию первого закона Кирхгофа, определяем поток F₁ = Ф₂ + Ф₃индукция и кривая B₁(H₁) является напряженность поля H_1, а на кривой (H ) – напряженность магнитного поля H.

Используя аналогию второго закона Кирхгофа, требуемое напряжение нулевой точки F = F₁ + F₂.
Непосредственная проблема поиска H₃ при заданном напряжении нейтральной точки F’ решается путем построения ампер-векторной характеристики всей цепи с использованием характеристик отдельных участков F_k (Ф_к) (рис. 5.6), который строится, как в разделе 1 данной главы.
Это положение сформулировано так же, как и в пункте 1 данной главы. Во-первых, путем сложения потоков F₂ и F₃ (абсцисса) параллельно соединенных частей для равных значений относительной влажности (ординаты), кривая F_2з (Ф).

Затем для секций l и 2, 3, соединенных последовательно, суммируйте н.у. (ординаты) F₁ и F₂₃что дает амперную кривую F цепи в целом. Используя эту кривую для данной амперной кривой F’, можно получить поток F ‘, которому соответствует амперная кривая F₂₃(F) соответствует н.в. F₂₃ = F₃и для этой характеристики кривая F₃(F) поток F₃из которого возникает требуемая индукция

Аналогию с электрическими цепями можно использовать и для расчета более сложных магнитных цепей, например, цепей с последовательно-параллельно соединенными секциями, имеющими несколько обмоток с токами (см. рис. 5.1). В этом случае следует использовать конструкции, описанные для электрических цепей, содержащих источники напряжения.
Расчет блуждающих потоков может быть выполнен для некоторых простых случаев методами теории электромагнитного поля (см. Часть IV).

Расчет контуров постоянных магнитов

Постоянные магниты используются в измерительных приборах, магнето, электрических машинах, не питаемых постоянным током, поляризованных реле, автоматике и телемеханике и т.д.
Такому широкому применению постоянных магнитов способствовал значительный прогресс в мировом производстве высококачественных магнитотвердых материалов с высокой коэрцитивной силой Н_с и остаточной индукции B_r.

При изготовлении тороидального магнита после снятия намагничивающей обмотки с ферромагнитного тороида в нем создается зазор d, в результате чего получается постоянный магнит длиной I и сечением 5 (рис. 5 7). Главной особенностью магнита является часть петли гистерезиса, лежащая во втором квадранте, кривая размагничивания (рис. 5.8) в пропорциональных им координатах B (H) или F (F), так как F = BS и F = HI.

При отсутствии зазора остаточный поток и индукция в тороиде равны соответственно Ф и В._ги напряженность поля H = 0, так как в отсутствие обмотки ток подчиняется закону полного тока

При наличии воздушного зазора также

где F_M – н.с. магнита, F_B – н.в. воздушного зазора.
Предположим, что поле в магните и воздушном зазоре остается однородным,

Затем

Магнитное сопротивление увеличивается по мере появления зазора.

Поэтому магнитный поток и индукция должны уменьшаться по отношению к F, а B_гт.е. рабочая точка на кривой размагничивания должна несколько уменьшиться, где ей будут соответствовать отрицательные значения н.с. F_M и напряженность поля H_M в сердечнике магнита.

Из-за постоянного магнитного сопротивления зазора

где S_B – площадь поперечного сечения щели; зависимость потока от F_B в нем в зависимости от значения n.c.
F_B = R_MФ_в представлена прямой линией, проходящей через начало координат (см. рис. 5.8) и образующей угол а к оси ординат, определяемой через
где k равно отношению масштабов по осям абсцисс и ординат. Чем больше его наклон к оси абсцисс, тем больше R_Mт.е. чем больше
чем больше зазор d. Пренебрегая рассеянием, потоки F_в и F_м равны, а рабочая точка n, определяющая необходимый поток магнита, лежит на пересечении линий F_в (- F_в) с кривой размагничивания F_м(-Ф_м).

Таким образом, поток магнита меньше остаточного потока F_rчем больше зазор d.

Энергия магнитного поля в зазоре, учитывая соотношение между

т.е. равна энергии внутри магнита.
Наиболее благоприятное положение рабочей точки n на кривой размагничивания определяется энергетическими соображениями – магнит должен работать так, чтобы энергия магнитного поля в зазоре была максимальной.

Эта энергия, которая в каждой точке кривой размагничивания пропорциональна произведению ее ординаты и абсциссы, показана графически как функция индукции в первом квадранте рис. 5.9, где энергия откладывается по оси абсцисс. Для всех магнитотвердых материалов можно с достаточной точностью предположить на основании экспериментальных данных, что рабочая точка m, соответствующая энергетическому максимуму, лежит на пересечении кривой размагничивания с диагональю прямоугольника, построенного на B_r и H_c.

Магниты сложной формы с неоднородными полями и высокой дисперсией также используются в технике, что значительно усложняет их расчеты. В реальных приложениях постоянного магнита в зазор вводятся дополнительные элементы из магнитомягкого материала.

Например, в гнезде постоянного магнита в измерительном приборе
Магнитоэлектрическая система (см. рис. 2.12) имеет ферромагнитные полюса и цилиндрический сердечник.

Введение этих деталей приводит к уменьшению зазора и его магнитного
сопротивление. Магнитным сопротивлением самих деталей можно пренебречь.
Если магнит без частей соответствует индукции B₁ (рис. 5.10) в затем введение деталей, уменьшающих магнитное сопротивление до из-за гистерезиса не увеличит индукцию в точке B₂ лежащей на кривой размагничивания, но до B₂лежащие на одной линии ИЛИ₂ и ниже точки В₂. Новая индукция будет следовать кривой B₂aB .₁. Если эти части удалить, то обратный переход идет по кривой B₂BB .₁. Кривая называется частной петлей гистерезиса.
Поскольку на практике этот контур очень узкий, его часто заменяют возвратной линией B₁B₂.

Такие переходы происходят в электрических машинах с постоянными магнитами, телефонных индукторах, магнето-машинах и т.д. Магнитная реактивность воздушного зазора в этих машинах изменяется при вращении ротора, поскольку ротор имеет сложную форму.

МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ – Магнитная цепь – это последовательность магнитов, через которые может быть индуцирован магнитный поток. Концепция магнитной цепи широко используется при расчете постоянных магнитов, электромагнитов, реле, магнитных усилителей, электроизмерительных приборов и т.д. В машиностроении оба магнитных контура, в которых… … Физическая энциклопедия

Магнитная цепь. TSEB. Архивировано из первоисточника 2 апреля 2012.Пересмотрено 12 июня 2009 года.

Нелинейные магнитные цепи при постоянном потоке. Основные понятия и законы магнитных цепей. elib.ispu.ru. (ссылка недоступна -. история) Проверено 12 июня 2009 года.

Общее описание задач и методов расчета магнитных цепей. elib.ispu.ru. (ссылка недоступна -. история) Проверено 12 июня 2009.

Электромагнетизм

Фонд Викимедиа . 2010 .

Полезный сайт

Смотреть что такое “Магнитная цепь” в других словарях:

МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ. – Последовательность магнитов, через которые проходит магнитный поток. Понятие магнитной цепи широко используется при расчете постоянных магнитов, электромагнитов, реле, магнитных усилителей, электросчетчиков и др. устройств. В машиностроении оба магнитных контура, в которых… … Физическая энциклопедия

магнитная цепь – [IEV № 151 14 01] магнитная цепь Совокупность устройств, содержащих ферромагнитные элементы, в которых электромагнитные процессы могут быть описаны понятиями магнитодвижущей силы, магнитного потока и разности магнитных потенциалов. [ГОСТ … Руководство технического переводчика

МАГНИТНЫЙ КРУГ – Сочетание источников магнитного потока (постоянные магниты, электромагниты) и ферромагнитных или других магнитных материалов. тела и среды, через которые проходит магнитный поток … Большой энциклопедический словарь

МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ – Контур (см.), через который проходит магнитный поток. Различают замкнутые магнитные цепи, в которых магнитный поток почти полностью проходит через ферромагнитное тело, и магнитные цепи с зазором (например, воздушным зазором). Концепция магнитной цепи широко используется в….

магнитная цепь – 61. Магнитная цепь По ГОСТ 19880 Источник: ГОСТ 18311 80: Изделия электротехнические. Термины и определения основных понятий … Словарь нормативно-технических документов

магнитная цепь – Сочетание источников магнитного потока (постоянные магниты, электромагниты) и ферромагнитных или других тел или сред, через которые проходит магнитный поток. * Магнитная цепь, совокупность источников магнитного потока.

магнитная цепь – magnetinė grandinė statusas T sritis automika atitikmenys: angl. magnetic circuit vok. magnetischer Kreis, m rus. magnetic circuit, f pranc. circuit magnétique, m… Автоматический терминал žodynas

магнитная цепь – magnetinė grandinė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic circuit vok. magnetischer Kreis, m rus. magnetic circuit, f pranc. circuit magnétique, m… Fizikos terminų žodynas

магнитная цепь – Последовательность магнитов, через которые проходит магнитный поток. Понятие магнитной цепи широко используется при расчете электрических машин, трансформаторов, постоянных магнитов, электромагнитов, реле, магнитных усилителей, электроизмерительных приборов,…

магнитная цепь – Набор устройств, содержащих ферромагнитные тела и образующих замкнутый контур, в котором под действием намагничивающей силы создается магнитный поток и вдоль которого замыкаются линии магнитной индукции,… Словарь политехнической терминологии

Магнитная цепь Совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, в которых электромагнитные процессы могут быть описаны понятиями магнитодвижущей силы, магнитного потока и разности магнитных потенциалов.

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

Магнитная цепь Совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, в которых электромагнитные процессы описываются магнитодвижущей силой, магнитным потоком и разностью магнитных потенциалов.

Различают магнитные цепи

– с постоянными магнитами;
– в которых магнитный поток создается постоянным или переменным током, протекающим в одной или нескольких обмотках, расположенных на ферромагнитных сердечниках.

В электромагнитных устройствах принято размещать ферромагнитные материалы на пути магнитного потока 2 с относительной магнитной проницаемостью p = 500-10 000 с целью уменьшения намагничивающего тока 1 (Рис. 5.8, а). Однако нельзя избежать воздушных зазоров между частями магнитной катушки (рис. 5.8, б) или магнитная катушка изготавливается с определенным зазором 3 (см. рис. 5.8, а) с магнитной проницаемостью p₀.

Таблица 1: Основные законы магнитной цепи

ЛЕКЦИЯ 6.МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ, ЗАКОНЫ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ.

Магнитная цепь – Последовательность магнитов, через которые проходит магнитный поток. Различают замкнутые магнитные цепи, в которых магнитный поток почти полностью проходит через ферромагнитные тела, и цепи с зазором (например, воздушным зазором). Термин магнитная цепь широко используется в электрических расчетах для трансформаторов, электрических машин, реле и т.д. Простейшая магнитная цепь представляет собой кольцевой сердечник катушки.

Магнитная движущая сила (MF) – это физическая величина, указывающая на способность электрических токов создавать магнитный поток. Используется в расчетах магнитных цепей; является аналогом ЭДС в электрических цепях.

Она измеряется в амперах (СИ) или гектарах (СГС) 1А. = 1,257 Гб. На практике термин “ампервольт” часто используется для обозначения единицы МФМ, которая в системе СИ численно равна единице.

Магнитодвижущая сила в индукционной катушке или электромагните рассчитывается по формуле

где ω – количество витков, I – ток в проводнике.

Выражение для магнитного потока в магнитной цепи, также известное как закон Хопкинса, выглядит следующим образом:

где – магнитный поток, – магнитное сопротивление проводника. Это обозначение аналогично закону Ома в магнитных цепях.

Классификация магнитных цепей.

– Магнитные цепи с постоянной МП (магнитодвижущей силой)

– Магнитные цепи с переменной магнитной силой

– Однородные магнитные цепи, которые имеют одинаковое магнитное сечение, материал и индукцию по всей своей длине

В зависимости от количества источников МП

– разветвленный мк – неразветвленный

Наличие воздушного зазора.

Основные законы магнитных цепей.

Магнитные цепи основаны на двух законах

Таблица 1: Основные законы магнитных цепей

Закон	Аналитическое выражение для закона	Формулировка закона
Закон непрерывности магнитного потока		Поток магнитной индукции через замкнутый контур равен нулю.
Закон полного тока		Циркуляция вектора тока по любой цепи равна алгебраической сумме токов, замкнутых в этой цепи

При анализе магнитных цепей, и особенно при их синтезе, обычно используются следующие допущения:

– интенсивность магнитного поля и, следовательно, магнитная индукция одинаковы во всех точках поперечного сечения магнитной цепи

– отсутствие паразитных потоков (магнитный поток одинаков в каждой точке неразделенной части магнитопровода)

– поперечное сечение воздушного зазора равно поперечному сечению смежных частей магнитной цепи.

Это позволяет использовать законы Кирхгофа и Ома для магнитных цепей, которые выводятся из законов, приведенных в таблице 1.

Таблица 2. Законы Кирхгофа и Ома для магнитных цепей

Название закона	Аналитическое выражение закона	Формулировка закона
Первый закон Кирхгофа		Алгебраическая сумма магнитных потоков в узле магнитной цепи равна нулю.
Второй закон Кирхгофа		Алгебраическая сумма магнитных потерь в магнитной цепи равна алгебраической сумме магнитных сил, действующих в цепи.
закон Ома	где	Уменьшение магнитного напряжения на отрезке магнитопровода длиной равна произведению магнитного потока и магнитного сопротивления раздел

Сформулированные законы и понятия, касающиеся магнитных цепей, позволяют нам вывести формальную аналогию между основными величинами и законами, соответствующими электрическим и магнитным цепям, как показано в следующей таблице.

Читайте далее: