CƠ cấu điện từ và NAM CHÂM điện nam châm điện và các phương pháp tính lục hút điện từ

Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện TÊN THÀNH VIÊN Trần Hữu Lộc Nguyễn Tiến Nguyên Phạm Tăng Phương Văn Ngọc Quý Nguyễn Nhã Thọ Phan Phú Toàn Nguyễn Anh Trung Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NỘI DUNG TRÌNH BÀY Khoa điện Cơ cấu điện từ Nam châm điện phương pháp tính lục hút điện từ Vòng chống rung nam châm điện xoay chiều Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 01 Khoa điện CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Khái niệm cấu điện từ  Cơ cấu điện từ thiết bị rơle, công tắc tơ, khởi động từ, áptơmát, có phận làm nhiệm vụ biến đổi từ điện  Bộ phận gồm có : cuộn dây mạch từ Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Khái niệm cấu điện từ Mạch từ chia làm thành phần sau:  Thân mạch từ  Nắp mạch từ  Khe hở không khí δ Thân mạch từ; Nắp mạch từ; Cuộn dây Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Khái niệm cấu điện từ Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây cuộn dây có từ thơng qua, từ thông chia làm thành phần:  Từ thơng : từ thơng qua khe hở  Từ thơng tản t : từ thơng ngồi khe hở khơng khí  Từ thơng rị r: từ thơng kép vịng qua cuộn dây Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Phân loại cấu điện từ  Phân loại theo tính chất nguồn điện: - Cơ cấu điện từ chiều - Cơ cấu điện từ xoay chiều  Theo cách nối dây vào nguồn điện: - Nối nối tiếp - Nối song song  Theo hình dạng mạch từ: - Mạch từ hút chập (thẳng) - Mạch từ hút xoay (quay trục hay cạnh) Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 02 Khoa điện NAM CHÂM ĐIỆN & CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰC HÚT ĐIỆN TỪ Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Đại cương nam châm điện Khái niệm Nam châm điện là một dụng cụ tạo từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh cuộn dây có dịng điện lớn chạy qua Nam châm điện gồm hai phần cuộn dây tạo từ trường lõi dẫn từ Khác với nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ cố định, nam châm điện có cảm ứng từ thay đổi nhờ việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây 10 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút điện từ Tính tốn lực hút điện từ theo Maxwell Theo Maxwell có vật dẫn từ trường vật dẫn chịu lực tác dụng: Trong đó: : Vecto cường độ từ cảm ngồi vi phân diện tích ds : Vecto đơn vị pháp tuyến vi phân diện tích ds S: diện tích bề mặt vật dẫn độ từ thẩm khơng khí 14 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút điện từ Tính tốn lực hút điện từ theo Maxwell Vì hệ số từ dẫn vật liệu sắt từ lớn nhiều so với khơng khí ( nên xem ( Ta có: Khi khe hở khơng khí bé, từ trường xem phân bố B = const, ta có: B [/S [ ; [Wb/A.cm] Nếu B tính Tesla thì: 15 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo điện Maxwell từ Khi khe hở khơng khí lớn, từ thơng rị nhiều, ta tính: Với hệ số điều chỉnh 16 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo phương pháp cân điện từ lượng Khi cung cấp điện cho cuộn dây NCĐ, ta có phương trình cân điện áp: = + U= R.i + Trong đó: : lượng nguồn cung cuộn dây : lượng tiêu hao cuộn dây = = d: lượng tích lũy từ trường 17 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo phương pháp cân điện từ lượng -Từ đồ thị ta thấy quan hệ từ thơng móc vịng dịng điện có tính phi tuyến -Tính lực hút điện từ: +Khi cung cấp điện cho cuộn dây, lực hút điện từ sinh ra, nắp mạch từ hút phía lõi, khe hở khơng khí giảm dần + Ứng với vị trí ban đầu: + Ứng với vị trí cuối: Đặc tính từ hóa vật liệu sắt từ 18 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo phương pháp cân điện từ lượng  Năng lượng từ trường vị trí đầu: : diện tích tam giác OAB  Năng lượng lấy thêm từ nguồn cho nắp chuyển động: : diện tích hình thang ABCD  Theo định luật cân lượng: + = + : lượng làm cho nắp chuyển động từ vị trí đến diện tích hình OAD * Giả thiết mạch từ chưa bão hòa 19 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo phương pháp cân điện từ lượng Đặt:= I.L =( -) Dạng vi phân: dA = ( Id-dI)  Lực hút điện từ: F = = ( I -) 20 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo phương pháp cân điện từ lượng Xét trường hợp sau:  Trường hợp = const = với L = F = 5,1 Trong đó: G: từ dẫn mạch từ W: số vịng cuộn dây  Trường hợp= const = với = W F = 21 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 03 Khoa điện NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU & VÒNG CHỐNG RUNG 22 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Nam châm điện xoay chiều Khi cung cấp dòng điện xoay chiều   Ta có: Ta thay: Đặt thành phần lực hút không đổi theo thời gian : thành phần lực thay đổi theo thời gian Ta có: 23 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Ngun lí làm việc vịng rung Khi từ thông Φ đichống qua cực từ chia làm phần:  : thành phần không qua phần cực từ có vịng chống rung  hành phần qua phần có vịng chống rung Khi có từ thơng biến thiên qua , vòng chống xuất dịng điện cảm ứng icứ chạy khép kín mạch vòng 24 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Ngun lí làm việc vịng chống Từ thông sinhrung lực : F = F – F cos2 ωt Lực điện từ sinh có hai thành phần : 10 10 Từ thông sinh lực : F2 = F20 – F20 (cos2 ωt-2α) Lực hút điện từ tổng F : F= F1 + F2 = F01 + F02 ) – [F01 cos ωt + F02 cos(2 ωt 2α)] Qua ta thấy lực hút điện từ F1 F2 không đồng thời qua trị số , lực hút điện từ tổng F nâng cao làm cho thời điểm t , lực F>Flx nên lắp mạch từ không rung 25 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Nguyên lí làm việc vòng Điều kiện chống rung: chống rung Thành phần lực không đổi: Thành phần lực hút biến đổi: Trong trường hợp lý tưởng = cấu rung Muốn ta phải thỏa mãn hai điều kiện   Góc lúc hệ số rung Trong thực tế tạo 26 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Nguyên lí làm việc vòng chống rung 27 Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH YOUR KHOA COMPANY FINANCIAL Khoa điện PLAN Thank for listening 28 ... BÀY Khoa điện Cơ cấu điện từ Nam châm điện phương pháp tính lục hút điện từ Vòng chống rung nam châm điện xoay chiều Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 01 Khoa điện CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Đại học... điện Các phương pháp tính lực hút Tính tốn lực hút điện từ theo phương pháp cân điện từ lượng -Từ đồ thị ta thấy quan hệ từ thơng móc vịng dịng điện có tính phi tuyến -Tính lực hút điện từ: +Khi... Khoa điện NAM CHÂM ĐIỆN & CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰC HÚT ĐIỆN TỪ Đại học Đà Nẵng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa điện Đại cương nam châm điện Khái niệm Nam châm điện? ?là một dụng cụ tạo? ?từ trường