В разделе 1.1 были приведены законы и соотношения, определяющие магнитные явления: закон полного тока и принцип непрерывности магнитного потока.
|
Значительная часть объема электромеханических преобразователей энергии занята ферромагнитным материалом – магнитопроводом. Система ферромагнитных тел, предназначенных для усиления, направления и концентрации магнитного потока, который создается токами обмоток или постоянными магнитами, называется магнитной цепью. Значения индукции магнитного поля В и напряженности этого поля Н связаны кривой намагничивания |
|
|
(
есть функция 
), пример которой приведен на рис.1.12. Будем считать зависимость 
магнитопровода значение 
, а значение магнитодвижущей силы 
рассчитывается по средним длинам магнитной линии на отдельных участках ее пути.
Магнитные цепи, как правило, содержат зазоры; в зазорах магнитная проницаемость 
= 
Гн/м.
Очертания магнитных цепей становятся определенными с учетом упомянутых закона полного тока и принципа непрерывности магнитного потока. При этом различают разветвленные и неразветвленные цепи. Из принципа непрерывности следует, что для узла магнитной цепи
- (1.29)
алгебраическая сумма магнитных потоков в узле равна нулю (аналог первого закона Кирхгофа для электрических цепей) (рис.1.13). Для отмеченного узла на рис.1.13 Φ3 - Φ2- Φ1 = 0 (потоки, выходящие из узла пишутся со знаком "плюс").
Рис.1.13
Линейный интеграл напряженности вдоль участка 
магнитной цепи называется магнитным напряжением на участке:
. (1.30)
Закон полного тока определяет аналог второго закона Кирхгофа для магнитной цепи: алгебраическая сумма магнитодвижущих сил обмоток в замкнутой магнитной цепи равна алгебраической сумме магнитных напряжений на отдельных участках контура:
. (1.31)
Связь между магнитным напряжением на участке замкнутого контура магнитной цепи и магнитным потоком в нем устанавливается уравнением:
, (1.32)
где 
- магнитная проводимость участка магнитной цепи (проводимость участка пути магнитного потока).
Уравнения (1.29) и (1.30) определяют понятия узлов и контуров магнитных цепей, а уравнение (1.32) вводит параметры этих цепей.
|
Аналитический расчет магнитных цепей с учетом нелинейной характеристики (рис.1.12) сложен. Поэтому в практических расчетах применяют различные методы замены этой характеристики линейными зависимостями. На рис.1.14 приведен пример простой неразветвленной магнитной цепи. Штриховой линией показана средняя линия магнитного потока; цифрами 1-6 обозначены границы отдельных участков контура магнитной цепи, для каждого из которых необходимо рассчитывать магнитное напряжение Um (в уравнение 1.31.); i – ток в намагничивающей катушке с числом витков |
|
|
.