Розрахунок магнітних кіл з постійною магніторушійною силою
.
Коли при відомих геометричних розмірах, конфігурації і матеріалі магніторповоду потрібно визначити МРС (струм в котушці), необхідну для утворення у магнітному колі заданого магнітного потоку (магнітної індукції), то прийнято вважати, що вирішується так звана пряма задача розрахунку магнітних кіл. Разом з тим, на практиці часто доводиться вирішувати і зворотну задачу – коли при відомих діючій МРС і геометричних розмірах, конфігурації та матеріалі магніторповоду, потрібно визначити магнітний потік кола.
Хоча методики вирішення прямої і зворотної задач розрахунку магнітних кіл відрізняються між собою, але початковий етап у них є спільним.
Спочатку, за заданим кресленням кола (рис. 4.4), керуючись однорідністю та однаковістю поперечного перерізу матеріалу, наявністю або відсутністю обмотки, магнітопровід розбивають на k окремих ділянок. Потім, для кожної з виділених ділянок визначають довжину її середньої лінії lk та площу поперечного перерізу Sk.
Далі, при вирішенні прямої задачі, для кожної ділянки кола обчислюють магнітну індукцію:
і за кривими намагнічування В = f(H) матеріалів знаходять Нk. Напруженість магнітного поля у повітряному зазорі з площею поперечного перерізу Sd розраховують, як лінійну задачу за формулою:
,
де m0 = 4p×10-7 Гн.
Магніторушійну силу кола і струм обмотки розраховують за формулами, відповідно:
,
.
У зв’язку з тим, що для феромагнітних матеріалів залежність В від Н є нелінійною функцією, розв’язати зворотну задачу безпосередньо аналітичним шляхом достатньо складно, а у випадках коли магнітопровід складається з кількох різнорідних ділянок стає просто неможливо. Тому для вирішення зворотної задачі часто застосовують графоаналітичний метод, суть якого наступна.
Після визначення довжин середніх ліній і площ перерізів ділянок кола для декількох заданих довільно значень Ф вирішують пряму задачу (визначають F = IW). Далі за результатами обчислень будують вебер-амперну характеристику розрахункового кола, з якої для заданого значення Fн = IнW визначають магнітний потік Фн.