Tài liệu NAM CHÂM ĐIỆN ,CHƯƠNG 5d ppt

SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MẠCH TỪ . Dực vào sự tương tự giữa các đại lượng điện và đại lượng từ ,lập sơ đồ thay thế cho mạch từ .Từ thông  tương ứng với dòng điện ,sức từ động tương ứng với sức điện động ,c òn từ trở phân đoạn của mạch từ tương ứng với điện trở của mạch điện .Trong tính toán ,thường dung đại lượngk từ dẫn G    ,H, nghịch dảo với đại lượng từ trở R     ,H, Trong đó :  -từ thông ,wb  -sức từ động ,A  -chỉ số kí hiệu từ Ở h ình 5-13mô tả sơ đồ thay thế của mạch từ nam châm điện một chiều ,còn hình 5-14 c ủa nam châm diện xoay chiều. B:TỪ DẪN CỦA KHE HỞ KHÔNG KHÍ 1 G R    Từ dẫn của khe hở không khí là thông số quan trọng của mạch từ ,được xác định nếu biết các kích thước của mạch từ và độ lớn của khe hở không khí .Đại lượng đầu ti ên cần thiết cho việc tính từ dẫn khe hở không khí là độ từ thẩm của chân không . 7 6 4 .10 1.256.10 o       H/m T ừ dẫn có thể được tính toán theo một trong các phương pháp sau : 1.Dùng công thức giải tích trên cơ sơ biến đổi các số liệu thực nghiệm bằng toán học .Các công thức tính toán cho các khe hở không khí thường gặp được trình bày ở bảng 5-4 (từ điểm1 đến điểm 6)và bảng 5-5. 2.Phương pháp phân chia từ trường –phương pháp ROTERS –Từ trường của khe hở không khí được chia ra các trường dơn giản và từ dẫn của nó bằng tổng các từ dẫn của các trường đơn giản .Trong bảng 5-4 (từ điểm 7đến diểm 11)cho các công thức tínhtừ dẫn của các dạng h ình học cơ bản .Từ dẫn này là tích của độ từ thẩm với tỷ số giữa tiết diện và chiều dài trung bình (hay t ỷ số giữa thể tích và bình phương chiều dài trung bình )của từ thông. HÌNH Hình 5-14 :Nam châm điện xoay chiều –Sơ đồ thay thế và đồ thị phân bố từ thông ,từ áp dọc theo trục của lõi (R’là giá trị quy đổi của R )nhũng trở có ký hiệu là của khe hở không khí ,phẩn f không ký hiệu của các phân đoạn sắt từ ). Từ dẫn tổng của khe hở không khí bằng tổng số học các từ dẫn thành phần song song. Ưu điểm chính của phương pháp naỳ là tính trực quan Nhựơc điểm của nó là tốn nhiều công sức và thiếu chính xác khi sử dụng tỷ số giũa các kích thước của mạch từ và khe hở trong phạm vi dao động lớn .Sai số của phương pháp này có thể tới 20-30%.Cũng có thẻ giảm sai số này b ằng cách đưa thêm vào hệ số hiệu chỉnh . 3. Tính từ dẫn theo các đương cong thực nghiệm (phương pháp của BUL).Dựa vào các đường cong thực nghiệm về suất từ dãn rò và tản (hình 5- 15,h5-16),dùng các công th ức cho ở bảng 5-6để tính từ dẫn .Phương phap này tiện lợi cho khe hở không khí phức tạp,và sai số của phương pháp là không lớn lắm 4. Tính từ dãn bằng phương pháp hình vẽ .Pương pháp này được sử dụng khi khe hở không khí có dạng phức tạp và khi cần độ chính xác cao .Phương pháp này chỉ nên sử dụng khi các phương pháp khác bất lực. Dạng khe hở Công thức HÌNH 1.Các mặt song song(không kẻ tới từ dẫn tản xung quanh ) . 1 . a b G o    (cực từ hình chữ nhật) . 1 . 4 d G o     (cực từ hình tròn) HÌNH 2Các mặt không song song ,tạo với nhau một góc  (không kể tới từ dẫn xung quanh) 2 1 2 2 . . . ln 1 R R b dx b R G o o x R        HÌNH l:chi ều dài mặt trụ 3.Các mặt trụ co trục song song 2 3 .2 . : ln( 1 ) G o l c c      Trong đó : 2 2 2 1 2 1 2 2 h r r c r r    ; 3 3 / g G l  , 1 2 , 8 r r l l     3 0 . ln l G h x    HÌNH l:chi ều dài mặt trụ 4.Mặt trụ và mặt song song 2 0 4 2 2 ln lK G h h r r      Nếu 1 4 a h   ;K=0.2  0.85 N ếu 4 a h  suy ra 4 0 2 . ln(2 4 1) G c c      ; 2 h c r  ; 4 4 . G g l  HÌNH l:chi ều dài hình trụ 5.Các hình trụ song song ,hình này ôm hình kia 5 0 2 2 . ln( 1) l G c c      trong đó : 2 2 2 1 2 1 2 2 r r h c r r    ; 5 5 G g l  ;nếu h=0  5 ' 0 2 1 2 . ln l G r r    ;nếu h=0 và 1 '' 2 2 1 5 0 2 ( ) 2 ; l r r r r G           HÌNH l:chi ều dài hình trụ 6.Hình trụ và các mặt đồng tâm như r   ; 6 0 ln l G r r      HÌNH 7.M ột nửa trụ đặc: 7 0 0.26 G l   HÌNH 8.Một phần tư trụ đặc: 8 0 .0.52. G l   HÌNH 9.Một nửa trụ rỗng: 9 0 0.641 1 G Z     ;với   1 2 Z    HÌNH 10.Một phần tư trụ rỗng:   10 0 0.641 ; 1 2 0.5 G Z Z        HÌNH 11.Một phần tư quả cầu 11 0 0.077 G    HÌNH 12.Một phần tám quả cầu đặc 12 0 0.308 G    HÌNH 13.Một phần tư vỏ cẩu: 13 0 0.25 G Z   VỚI   1 2 Z    HÌNH 14.Một phần tám vỏ cẩu   14 0 0.52 : 1 2 G Z Z      Bảng5-5:Từ dẫn và đạo hàm của từ dẫn của các khe hở làm việc bằng phương pháp biến đổi toán học trên cơ sơ các số liệu thực nghiệm TÍNH TỪ DẪN ĐẠO HÀM HÌNH 1.Các cực từ phẳng hình trụ 2 0 0.58 4 d G d            2 0 2 4 dG d d        HÌNH 2.Cực từ hình trụ và ph ần ứng phẳng: 2 0 1.16 d G d             2 0 2 4 dG d d        HÌNH 3.Các cực từ hình vuông: 2 0 0.58 0.14 ln(1.05 ) 0.17 0.4 a a a G a Za Z                                 2 0 2 1.08 dG a d       HÌNH 4.Cực từ hình trụ và ph ần ứng phẳng: 2 1 0 4 0.69 0.63 0.96 d x d G c d                             2 2 0 2 4 ( 0.63) d dG d d c c                          HÌNH 2 1 1 1 1 0 1 2 ( 1); 2 (1 ) x R d            HÌNH 5.Cực tư hình chữ nhật và phần ứng 2 0 0.58( ) ab x G a b               2 2 2 2 0 2 1 ln 2 1 2 (1 ) x R a            0 2 2 dG ab x d       HÌNH 6.Cực từ hình trụ có một cực hình trụ 2 2 0 2 4 sin 0.157 sin -0.75 d G a                            2 0 2 sin dG d d        HÌNH 7.Cực từ hình trụ trong ống hình trụ. 0 ( ) ;0 e d e l G A l h e              A=const       3.3 4 2 2 1 4 2 2 4 1 a d d e c e A e c d e e c e e d                                                    0 e d dG d e        Bảng 5-6 Từ dẫn tổng khe hở không khí ,tính bằng phương pháp phân chia từ trường thành các hình đơn giản ,theo bảng 11-1từ điểm 7đén điểm 14 Hình Công thức HÌNH 1. 1 15 16 G G G G      15 0 16 0 .0.26 0.641 ; 1 1 2 G l G Z Z          trong đó HÌNH 2. 1 7 9 11 13 4 4 G G G G G G      7 G và 9 G : 2 2 l a b     1 2 Z    HÌNH 3. 1 8 10 12 14 4 4 G G G G G G      Với 8 G và 10 G :l=2a+2b HÌNH 3 1 7 9 11 13 8 10 4 4 G G G G G G G G        Với 7 G và 9 G ;l=2a+2b V ới 8 G và 10 G ;l=1   1 2 Z    HÌNH 5.Từ dẫn rò 1 7 9 2 2 r G G G G    1 0 ; blr Gr G g c lr    HÌNH 6.Từ dẫn rò (xem điểm 5) 2 2 : r r G G g lr  lr là chiều dài của phần rò . hiệu từ Ở h ình 5-13mô tả sơ đồ thay thế của mạch từ nam châm điện một chiều ,còn hình 5-14 c ủa nam châm diện xoay chiều. B:TỪ DẪN CỦA KHE HỞ KHÔNG KHÍ. các đại lượng điện và đại lượng từ ,lập sơ đồ thay thế cho mạch từ .Từ thông  tương ứng với dòng điện ,sức từ động tương ứng với sức điện động ,c òn