Розрахунок криві намагнічування і їхню побудову

4. Розрахунок криві намагнічування і їхню побудову

Криві намагнічування дозволяють визначити зв'язок між магнітним потоком і МДС котушки електромагніта. При спрацьовуванні реле змінюється робочий повітряний зазор і його магнітна провідність. Кожному значенню робочого повітряного зазору відповідає своя крива намагнічування.

Для розрахунку криві намагнічування розбиваємо муздрамтеатр на ділянки, кожний з яких має постійний перетин і обтикається тим самим магнітним потоком (мал. 4).

У таблиці 4 наведені значення поперечних перерізів і середніх силових ліній кожної ділянки.

Таблиця 4 - параметри ділянок магнітної системи

Ділянка		Площа перетину, 10-6м2	Довжина силової лінії, 10-3м
1	Сердечник	63,59	40,5
2	Якір	23,25	15,75
3	Верхня частина скоби	38,75	40,5
4	Нижня частина скоби	38,75	16,75

Повна схема заміщення магнітної системи в цьому випадку буде виглядати в такий спосіб мал. 5.

Малюнок 4 – Ескіз магнітної системи розбитої на ділянки
Малюнок 5 – повна схема заміщення електромагніта

Задаємося значеннями робочого магнітного потоку. Для цього знайдемо по характеристиці намагнічування для сталі електротехнічної марки Е мінімальну В_min і максимальну В_max індукції, а потім підставимо у вираження:

Фр._min= В_min×S_max,(4.1)

Фр._max= В_max×S_min,(4.2)

де:S_max і S_min – максимальна й мінімальна площа поперечного перерізу ділянок муздрамтеатру.

Фр._min=0,1 × 63.59 × 10^-6= 6,36 ×10^-6 Вб,

Фр._max=1,3 × 23,25 × 10^-6=30,23 × 10^-6 Вб.

Також задамося проміжним значенням робочого магнітного потоку Фр._ін = 18,3 × 10^-6 Вб.

Визначаємо індукцію для кожної ділянки магнітної системи при мінімальному, проміжному й максимальному значенні робочого магнітного потоку:

,(4.3)

де:S_i – площа поперечного перерізу ділянки.

По кривій намагнічування матеріалу муздрамтеатру (додаток) визначаємо напруженість магнітного поля, по обчисленим вище значеннях магнітної індукції.

Падіння магнітної напруги на сталевих ділянках за законом повного потоку:

,(4.4)

де:H_i – напруженість магнітного поля;

l_i – довжина силової лінії на ділянці.

Падіння магнітної напруги в неробочих зазорах:

 ,(4.5)

,(4.6)

де:G_нз1 і G_нз2 – провідності неробочих зазорів.

Сумарна сила, що намагнічується, у сталі й у неробочих зазорах муздрамтеатру:

.(4.7)

Криві намагнічування будуються для трьох значень робочих повітряних зазорів.

У табл. 5 представлені значення величин, обчислених по формулах (4.3) - (4.7).

Таблиця 5 - Значення індукції, напруженості й сили, що намагнічується, для всіх ділянок магнітної системи.

Фр×10-6, Вб	Параметри	Ділянки				Fнз1, А	Fнз2, А	FS, А
		Деталь 1	Деталь 2	Деталь 3	Деталь 4
dр=0,5×10-3 м, s=1,322
6,36	В, Тл	0,1	0,27	0,16	0,16	11,18	1,58	12,76
		0,132		0,21
	Н,А/м	0,006	0,0095	0,0083	0,0075
	F, А	0,00024	0,00015	0,00034	0,00013
18,3	В, Тл	0,29	0,79	0,47	0,47	32,16	4,54	36,7
		0,38		0,62
	Н,А/м	0,011	0,017	0,0135	0,013
	F, А	0,00045	0,00027	0,00055	0,00022
30,23	В, Тл	0,48	1,3	0,78	0,78	53,13	7,51	60,64
		0,63		1,03
	Н,А/м	0,014	0,045	0,02	0,017
	F, А	0,00057	0,00071	0,00081	0,00028
dр=1,0 × 10-3 м, s=1,592
6,36	В, Тл	0,1	0,27	0,16	0,16	16,91	1,9	18,81
		0,16		0,25
	Н,А/м	0,0065	0,0095	0,0083	0,0075
	F, А	0,00026	0,00015	0,00034	0,00013
18,3	В, Тл	0,29	0,79	0,47	0,47	48,66	5,47	54,13
		0,46		0,75
	Н,А/м	0,011	0,017	0,0145	0,013
	F, А	0,00045	0,00027	0,00059	0,00022
30,23	В, Тл	0,48	1,3	0,78	0,78	80,38	9,04	89,42
		0,76		1,24
	Н,А/м	0,015	0,045	0,027	0,017
	F, А	0,00061	0,00071	0,0011	0,00028
dр=1,5 × 10-3 м, s=1,732
6,36	В, Тл	0,1	0,27	0,16	0,16	22,64	2,07	24,71
		0,17		0,28
	Н,А/м	0,007	0,0095	0,0085	0,0075
	F, А	0,00028	0,00015	0,00034	0,00013
18,3	В, Тл	0,29	0,79	0,47	0,47	65,15	5,95	71,1
		0,5		0,81
	Н,А/м	0,012	0,017	0,0153	0,013
	F, А	0,00049	0,00027	0,00062	0,00022
30,23	В, Тл	0,48	1,3	0,78	0,78	107,62	9,83	117,45
		0,83		1,35
	Н,А/м	0,0153	0,045	0,046	0,017
	F, А	0,00062	0,00071	0,0019	0,00028

За отриманим даними побудовані криві намагнічування, які наведені на мал. 6.