Trong công nghệ nâng bằng từ trường, các phần tử điện từ gây ra từ thơng khép kín trong một mạch vịng từ. Khi phân tích những mạch vịng từ như vậy, việc tính tốn chính xác từ trường thường là không khả thi và không thực sự cần thiết [8]. Thơng thường các phương pháp phân tích xấp xỉ hóa dựa vào một số giả thiết chẳng hạn như: từ thơng khép mạch hồn tồn trong lõi sắt từ (khơng có từ thơng tản), ngoại trừ trong khe hở khơng khí. Vì độ thẩm từ của vật liệu sắt từ μ = μ0μr lớn hơn nhiều so với độ thẩm từ khơng khí, các đường đi của từ trường khi rời khỏi vật liệu sắt từ gần như vng góc với bề mặt của nó.
Hình 2.1 thể hiện một cơ cấu điện từ được dùng để treo một lõi sắt từ hình chữ I bằng một lực từ. Lõi sắt từ hình chữ C và chữ I có tiết diện là Sfe. Đường đi chính của từ thơng được mơ tả bởi đường nét liền khép kín qua lõi sắt từ chữ C và chữ I. Cuộn
dây trên cơ cấu điện từ có số vịng dây là N. Dịng điện tức thời có giá trị là i. Khe hở khơng khí tại vị trí danh định là x0.
Để tính tốn mật độ từ thơng B, dựa vào một số giả thiết sau đây: Từ thông Ψ chỉ chạy hồn tồn trong vịng từ khép kín; Tiết diện mặt cắt của vật liệu sắt từ Sfe
Sfe- Tiết diệnmặt cắt lõi sắt Sa - tiết diện mặt cắt trong khe hở khơng khí
N - Số vịng dây i – Dịng điện tức thời
x0 – Khe hở khơng khí tại vị trí danh định
lC+lI+2x0 - Chiều dài trung bình
của đường đi từ trường Hình 2.1: Mạch từ lõi thép
x0 N x0 Sfe Sa lC + lI + 2x0 i
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
cùng được giả thiết là không đổi trên tồn bộ vịng từ khép kín và bằng với tiết diện mặt cắt trong khe hở khơng khí Sa.
Từ cơng thức [8]:
fe fe a a
B S B S
y = = (2.1)
dẫn đến: Bfe = Ba = B (2.2)
Từ trường trong mạch từ khép kín được giả thiết là đồng nhất trong cả vật liệu sắt từ và khe hở khơng khí. Do đó, việc tính tốn dựa trên chiều dài trung bình (lC + lI) của đường đi từ trường và chiều dài khe hở khơng khí thực là 2x0.