ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Магнитной цепью называют совокупность деталей, в том числе и воздушных зазоров, через которые замыкается магнитный поток. Магнитная цепь (рис. 7-1) состоит из магнитопровода (с подвижной 1 и неподвижной 4 частями), источника магнитодвижущей силы (МДС) — катушки 3 и воздушных зазоров 2. При замкнутых магнитопроводах воздушный зазор может отсутствовать (рис. 7-1, б).

Рис.7-1. Магнитная цепь.

Магнитные цепи бывают неразветвленные, когда магнитный поток замыкается последовательно по всем участкам магнитопровода (рис. 7-1, а), и разветвленные, когда магнитный поток замыкается по нескольким параллельным магнитопроводам (рис. 7-1, б).

Основная часть магнитных линий индукции разомкнутой магнитной цепи замыкается через главный (рабочий) воздушный зазор δ, образуя рабочий поток Ф_δ. Этот поток связывает подвижную часть электромагнита (якорь) с неподвижной, на которой размещается источник МДС (катушка).

Линии индукции, которые замыкаются, минуя рабочий зазор, образуют поток рассеяния Ф_р. Эти потоки возникают между любыми точками магнитопровода, имеющими различный магнитный потенциал.

Расчет магнитных цепей преследует одну из двух задач: либо определение МДС, необходимой для создания заданного магнитного потока в рабочем зазоре, либо определение значения потока в рабочем зазоре по заданной МДС. Ниже приводятся основные законы и положения расчета магнитных цепей.

Магнитная цепь характеризуется следующими параметрами: магнитным потоком Ф в веберах (Вб); магнитной индукцией В = Ф/s в теслах (Тл); напряженностью магнитного поля Н в амперах на метр (А/м); магнитной проницаемостью μ = В/Н в генри на метр (Гн/м); μ_о = 4π • 10^-7 ≈ 1,25 • 10^-6Гн/м; магнитодвижущей силой F = iw в амперах; магнитной проводимостью Λ в генри (Гн).

Закон полного тока. МДС вдоль замкнутого контура равна полному току, охватываемому этим контуром:

(7-1)

Закон Ома для магнитной цепи.Магнитная цепь состоит из участков ферромагнитных материалов и воздушных зазоров. Каждый из участков оказывает некоторое, сопротивление прохождению магнитного потока. Сопротивление участка ферромагнитного материала

, (7-2)

где l – длина участка; s_µ – сечение участка магнитопровода; µ₀ – магнитная проницаемость.

Сопротивление воздушных зазоров

, (7-3)

где δ — длина зазора; s_δ — сечение зазора; µ₀ — магнитная проницаемость для воздуха.

Аналогично закону Ома для электрической цепи можно написать закон Ома для магнитной цепи: общий поток замкнутой магнитной цепи Ф равен МДС F, умноженной на магнитную проводимость всей цепи Λ, т. е.

(7-4)

Первый закон Кирхгофа.Сумма магнитных потоков, сходящихся и расходящихся в каком-либо узле, равна нулю:

(7-5)

Второй закон Кирхгофа.Для всякого замкнутого пути сумма падений магнитных потенциалов на отдельных участках магнитной цепи равна сумме МДС тех витков или обмоток, через которые проходит рассматриваемая линия:

(7-6)