KHÁI NIỆM cơ bản về MẠCH từ

CHƯƠNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH TỪ 1.1 Vật liệu sắt từ _Sắt từ chất có từ tính mạnh, hay khả hưởng ứng mạnh tác dụng từ trường ngoài, mà tiêu biểu sắt(Fe), tên gọi "sắt từ" đặt cho nhóm chất có tính chất từ giống với sắt Các chất sắt từ có hành vi gần giống với chất thuận từ đặc điểm hưởng ứng thuận theo từ trường Đường cong từ hóa Trong hình vẽ đây, ta tăng dần cường độ từ trường đường cong từ hóa lớn dần Nếu ta giảm dần cường độ từ trường đường cong từ hóa bé dần biến ***Từ hóa từ khử: _Vật liệu sắt từ cứng có từ dư Bt lớn, có mắt từ trễ “béo” _Vật liệu sắt từ mềm có từ dư Bt nhỏ, có mắt từ trễ “gầy” 1.2-Từ trường nam châm vĩnh cửu 1.3-Từ trường dòng điện chạy qua dẫn chạy qua vòng dây _Cách xác định từ trường xung quanh dẫn có dòng điện chạy qua ***Quy tắc bàn tay phải: ***Nếu giữ dẫn lòng bàn tay phải, ngón tay chiều dòng điện, các ngón tay lại chiều đường sức từ trường Sức từ động: _Gọi N số vòng dây cuộn dây I dòng điện chạy qua cuộn dây =>Tích số N.I đặc trưng cho khả sinh sức từ động (đơn vị: AMPE.Vòng) Để tăng sức từ động cần tăng số vòng dây cường độ dòng điện 1.4-Định luật toàn dòng điện Dòng điện qua dây quấn phần cảm tạo từ trường máy.Khi dây quấn phần ứng chuyển động từ trường tạo SĐĐ, tỉ lệ với độ lớn từ trường tốc độ roto, nhờ chổi than vành đổi chiều máy nối với tải cung cấp dòng điện chiều cho tải, máy làm việc chế độ máy phát.Khi dây quấn phần ứng có dòng điện chạy qua tác động tương hỗ với từ trường máy tạo momen điện từ kéo roto quay, máy làm việc chế độ động _Cường độ từ trường H có quan hệ với Stđ NI theo công thức: _Cường độ từ trường không thay đổi dọc đường cong tích phân: _Quan hệ cường độ từ trường cường độ từ cảm: B = µH ***Trong đó: B : cường độ từ cảm (Wb/m ) Tesla (T) ***Từ thông qua mặt phẳng S tính công thức: φ=∫BdS (Wb) S ***Từ thông móc vòng tính công thức: Ψ=N φ ***Trong đó: _ɸ : Từ thông _B : Từ cảm _N : Số vòng dây 1.5-Tính mạch từ khe hở không khí _Xuất phát từ công thức: F = ΦR _Nghịch đảo từ trở từ dẫn: G=1/R _Khi từ thông tính công thức: ***Trong đó: R gọi từ trở � gọi hệ số từ thẩm l:là chiều dài S:là tiết diện ***Chú ý:Từ trở tương đương mạch từ nối tiếp mạch từ song song có công thức tính tương tự điện trở tương đương mạch điện nối tiếp mạch điện nối song song ***Từ trở tương đương mạch từ nối tiếp: Rtđ=R1+R2+R3+…+Rn ***Từ trở tương đương mạch từ nối song song: 1/Rtđ=1/R1+1/R2+1/R3+… +1/Rn Gtđ=G1=G2=G3=…=Gn _Từ thông móc vòng: _Điện cảm( hệ số tự cảm) cuộn dây định nghĩa biểu thức: µ Ψ N L = = I l (H ) _Tổng quát viết: N L = R = N 2G ***Trong đó: R gọi từ trở � gọi hệ số từ thẩm l:là chiều dài S:là tiết diện 1.6-Mạch từ có khe hở không khí ***Người ta sử dụng vật liệu sắt từ để chế tạo mạch từ máy điện, chúng thường có khe hở không khí _Khe hở không khí mạch từ máy điện nằm roto stato _Khe hở không khí mạch từ máy biến áp nằm mối ghép giữ tôn ***Về khả dẫn từ khe hở không khí, cần ý: _Khe hở không khí có từ trở lớn từ trở vật liệu sắt từ nhiều lần _Khi cường độ từ cảm đủ lớn, lõi thép bị bão hòa Trong khe hở không khí tính bão hòa,quan hệ B&H tuyến tính Từ thông lõi thép tính công thức φ I N = ( Rg + Rc ) đó: _Rg : Từ trở phần khe hở không khí _Rc : Từ trở phần vật liệu sắt từ 1.7-Tổn hao lõi thép ***Trong *Máy phát điện chiều cần quan tâm đến tổn hao lõi thép phần ứng (roto) *Máy điện xoay chiều cần quan tâm đến tổn hao lõi thép roto stato *Máy biến áp cần quan tâm đên tổn hao lõi thép ***Tổn hao Phuco: =>Nguyên nhân: Từ trường biến thiên lõi thép (Gọi biến thiên dòng điện xoáy) ⇒ Tác hại: Làm giảm khả dẫn từ lõi thép ***Tổn hao phuco ghép từ thép mỏng tính theo công thức gần đúng: _Trong đó: _kx:là số phụ thuộc vào chất vật liệu _t:chiều dày thép ***Tổn hao từ trễ _Tổn hao từ trễ tổn hao công suất tạo từ trường dùng để khử từ trễ tính theo công thức gần đúng: n Ptr = vfktr Bm ,W _Trong đó: v-thể tích vật liệu sắt từ f-tần số ktr-hằng số phụ thuộc vào chất vật liệu sắt từ Bm-Biên độ cường độ từ cảm n-số mũ steinmetz, có giá trị khoảng (1,5-2,5), phụ thuộc vào mã hiệu vật liệu, trường hợp vật liệu chưa xác định thường chọn 1.8-Xác định từ thông biết sức từ động Phương pháp dần Phương pháp sử dụng đường cong từ hóa Phương pháp đồ thị A-Phương pháp dần _Bước 1: Chọn giá trị từ thông ɸ1 tìm stđ tương ứng, so sánh với giá trị stđ cho _Bước 2: Chọn tiếp giá trị ɸ2,tìm stđ tương ứng…làm tiếp tục chọn giá trị từ thông tương ứng với stđ giá trị stđ cho B-Phương pháp sử dụng đường cong từ hóa _Bước 1: Chọn cường độ từ cảm lõi thép _Bước 2: Tìm Hc Hg _Bước 3: Tính Fc, Fg F _Bước 4: Tính I=F/N _Bước 5: So sánh I không giá trị cho, chọn tiếp giá trị từ thông lặp lại phép tính từ bước đến bước 5, có dòng điện gần giá trị dòng điện chạy qua dây quấn C-Phương pháp đồ thị _Bước 1: Giả thiết toàn Stđ tập trung từ hóa khe hở không khí, nghĩa Hc=0.Từ thông khe hở không khí tính: NI µ Bg = lg lg : Chiều dài phần khe hở không khí lc : Chiều dài phần lõi thép *Bg điểm cắt đường quan hệ phụ tải trục B _Bước 2: Giả thiết toàn stđ tập trung từ hóa lõi thép, nghĩa Bg=0 Cường độ từ trường lõi thép tính: Hc NI = lc *Hc điểm cắt đường quan hệ phụ tải trục H 1.9-Nam châm vĩnh cửu ***Bỏ qua từ thông móc vòng khe hở không khí: l Bg = BC = µ0 H g = −µ0 ( c ) H c lg ***Biểu diễn qua giá trị từ cảm − BC S c l g Hc = µ S c lc ***Từ thông qua lõi thép là: φ = Bg S g = BC Sc ***Thể tích lõi thép thỏa mãn biểu thức: VC = Bg2Vg µB C Hc