Для чего нужен расчет магнитной цепи?
Задачей расчета в большинстве случаев является определение намагничивающей силы Iw, необходимой для того, чтобы возбудить в магнитопроводе определенный магнитный поток или определенную магнитную индукцию в некотором участке магнитной цепи (чаще всего в воздушном промежутке).
Расчет ведется на основании закона полного тока, согласно которому сумма магнитных напряжений на отдельных участках магнитной цепи равна намагничивающей силе:
Н1lл + H1l1 + … + Hklk +… + Hnln= ? Hklk= Iw, при (k=n, k=1)
Здесь магнитным напряжением называется произведение напряженности поля Нk на длину соответствующего участка, т. е. Hklk.
Магнитная цепь делится по возможности на небольшое число n участков, в пределах каждого из которых можно принять напряженность H и индукцию В постоянными (на рис.1 п = 3). Затем, если задан магнитный поток Ф, для одного из участков, имеющего сечение S1, определяется магнитная индукция B1= ф :S1
А на основании значения магнитной индукции В1 с помощью кривой намагничивания ферромагнитного материала этого участка сердечника определяется напряженность H1 соответствующая индукции В1 (рис.2). В таком же порядке для второго участка нужно найти сначала В2=Ф:S2, а затем по кривой намагничивания H2. Таким путем последовательно определяется значение напряженности для всех n участков магнитной цепи.
Если в магнитной цепи имеется воздушный промежуток (или неферромагнитный участок), то сечение пути потока в воздухе можно принять равным сечению прилегающего ферромагнитного участка. Следовательно, индукция в воздушном промежутке Вв равна индукции на этом соседнем участке. На основании этой индукции определяем напряженность магнитного поля. Обычно в воздухе она оказывается довольно большой: Hв= Bв :µ 0,
Из-за того что магнитная проницаемость воздуха µвоз=µ0 относительно мала, и поэтому для возбуждения сколько-нибудь значительной индукции нужна большая напряженность поля.
Длиной каждого из участков магнитной цепи следует считать длину пути потока, т. е. длину средней магнитной линии.
После того как определено магнитное напряжение Hl для всех участков цепи, пользуясь законом полного тока, подсчитываем необходимую намагничивающую силу: H1l1+ H2l2+…+ Hвlв=Iw
Или, если известно число витков катушки, то I=( H1l1+ H2l2+…+ Hвlв):w
При расчете полезно обратить внимание на то, что на маленький воздушный промежуток затрачивается большая часть намагничивающей силы.
Если же нужно решить обратную задачу, определить магнитный поток или индукцию по заданной намагничивающей силе Iw, то расчет несколько усложняется из-за того, что неизвестно распределение напряженности Н между отдельными участками магнитной цепи, а оно зависит от неизвестной магнитной индукции. По этой причине задачу приходится решать путем подбора или посредством построения магнитной характеристики устройства. Нужно задаться некоторым вероятным значением магнитного потока Ф’ (или индукции для одного из участков) и рассчитать, как это было сделано выше, намагничивающую силу Iw’, необходимую для возбуждения этого потока. Полученное таким путем значение Iw’ следует сопоставить с заданным значением Iw. Если Iw’ существенно отличается от Iw, то нужно повторить расчет, задавшись новым значением потока Ф”; на основании этого расчета найти новое значение Iw” и т. д.
http://fazaa.ru/www.youtube.com/watch?v=E1haHQA1MOg
Кривая зависимости потока Ф от намагничивающей силы I w, построенная посредством таких расчетов, выполненных примерно для пяти значений Ф, будет представлять собой магнитную характеристику цепи. При помощи такой характеристики легко определить поток, соответствующий любому значению намагничивающей силы.