16.7. Расчет неразветвленной неоднородной магнитной цепи

Теория  /  16.7. Расчет неразветвленной неоднородной магнитной цепи

Неоднородные магнитные цепи состоят из нескольких участков, отличающихся длиной, поперечным сечением и материалом. Чаще всего это цепи с воздушным зазором (рис. 16.11).

Порядок расчета прямой задачи для этой цепи такой же, как и для однородной, только магнитную индукцию необходимо рассчитывать отдельно для каждого однородного участка

Так как цепь неразветвленная, магнитный поток, проходящий через все участки, будет один и тот же.

По магнитной индукции определяем напряженность магнитного поля.

Для участков из ферромагнитных материалов по основной кривой намагничивания, а для воздуха и неферромагнитных материалов по формуле

Далее составляем уравнение согласно закону полного тока

Величину      называют магнитным напряжением.

    – намагничивающая сила всех обмоток, входящих в цепь.

Например, для приведенной магнитной цепи (рис. 16.11) можно записать

Это выражение представляет собой второй закон Кирхгофа для магнитных цепей. При этом намагничивающая сила берется со знаком плюс, если ее направление по правилу буравчика совпадает с обходом контура. Магнитное напряжение положительно, если направление магнитного потока совпадает с направлением обхода контура.

Обратная задача сложнее, так как нельзя сразу установить распределение магнитного напряжения между участками. Нельзя так же пользоваться выражением

так как на участке с ферромагнетиком величина μ, которая входит в выражение для магнитного сопротивления, зависит от магнитного потока, а он еще не известен.

Такие задачи решают методом последовательных приближений.

Если цепь содержит воздушный зазор, то в первом приближении пренебрегают сопротивлением ферромагнитных участков и считают магнитное сопротивление всей цепи равным сопротивлению воздушного зазора, так как оно очень велико. Тогда магнитный поток можно определить по формуле

 В отсутствие воздушного зазора задаются произвольно несколькими значениями магнитного потока и по ним рассчитывают намагничивающую силу, то есть решают прямую задачу. По полученным результатам строят кривую намагничивания всей цепи (рис. 16.12).