Презентация на тему "Магнитные цепи и электромагнитные устройства"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Лекция 10 Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства Магнитные цепи

• 
  Слайд 2
  

  Содержание 1. Основные понятия 2. Свойства ферромагнитных материалов 3. Закон полного тока и закон Ома для магнитных цепей 4. Расчет и анализ магнитных цепей

• 
  Слайд 3
  

  1. Основные понятия. В основе принципа действия большинства электромагнитных устройств и электромеханических преобразователей энергии лежит взаимодействие магнитного поля и движущихся электрических зарядов (электрического тока). Магнитное поле может быть определенным образом распределено в пространстве и обладать разной интенсивностью. Графическое изображение магнитного поля силовыми линиями отражает распределение магнитного поля в пространстве и его интенсивность. Направление магнитных линий и направление создающего их тока связаны между собой известным правилом правоходового винта (буравчика)

• 
  Слайд 4
  

  Характеристики магнитного поля Магнитная индукция В (Тл) Напряженность магнитного поля Н (А/м) B = μаH Магнитный поток Ф (Вб) Магнитная индукция - плотность магнитного потока: B=Ф/S Ф = B S. Магнитная проницаемость среды μа(Гн/м)

• 
  Слайд 5
  

  Проявления магнитного поля Индукционное действие - электромагнитная индукция При изменении магнитного потока, пронизывающего контур, находящийся в магнитном поле, в этом контуре индуцируется ЭДС В проводнике, движущемся в магнитном поле, индуцируется ЭДС

• 
  Слайд 6
  

  Проявления магнитного поля (продолжение) На электрический проводник с током, помещенный в магнитное поле действует электромагнитная сила Ферромагнитные элементы втягиваются в магнитное поле Силовое действие магнитного поля:

• 
  Слайд 7
  

  Магнитная цепь - часть конструкции, предназначенная для создания магнитного поля определенной конфигурации (распределение в пространстве) и необходимой интенсивности. Магнитная цепь Источник магнитного поля (электрическая обмотка с током или постоянный магнит) Магнитопровод (ферромагнитный элемент конструкции магнитной цепи, обеспечивающий замыкание магнитного потока)

• 
  Слайд 8
  

  2. Свойства ферромагнитных материалов Способность усиливать магнитное поле H=0 H>0 относительная магнитная проницаемость μ = 10 ÷ 10000 Нелинейность (насыщение) Кривая намагничивания ферромагнитного материала

• 
  Слайд 9
  

  2. Свойства ферромагнитных материалов (продолжение) гистерезис Петля гистерезиса ферромагнитного материала Петля гистерезиса магнитожесткого (1) и магнитомягкого (2) материалов

• 
  Слайд 10
  

  3. Закон полного тока Интеграл вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру равен алгебраической сумме токов (полному току), охватываемых этим контуром

• 
  Слайд 11
  

  Соотношение тока в обмотке Iи магнитного потока в магнитопроводе Ф магнитодвижущая сила (МДС)F : магнитное сопротивление Rм : Закон Ома для магнитной цепи : Магнитная схема замещения :

• 
  Слайд 12
  

  Схема замещения разветвленной неоднородной магнитной цепи Магнитное напряжениеUм : Законы Кирхгофа в магнитной цепи :

• 
  Слайд 13
  

  Прямая задача – по заданному значению магнитного потока определить МДС и ток в электрической обмотке (Φ → Iw) 4. Расчет и анализ магнитных цепей Обратная задача – по заданной МДС необходимо рассчитать магнитный поток (Iw→ Φ) Расчет магнитной цепи может выполняться с использованием магнитной схемы замещения, либо непосредственным применением закона полного тока

• 
  Слайд 14
  

  4. Расчет и анализ магнитных цепей (продолжение) lм = 0,4м Sм = 0,0004 м2 δ = 0,001 м μ = 500 w = 900 В = 0,8 Тл I = ?

• 
  Слайд 15
  

  4. Расчет и анализ магнитных цепей (продолжение) Влияние воздушного зазора в магнитопроводе на работу магнитных цепей Незначительный воздушный зазор в магнитопроводе существенно увеличивает магнитное сопротивление магнитной цепи. Это уменьшает магнитный поток, либо требует большего тока в обмотке для создания необходимого магнитного потока.

• 
  Слайд 16
  

  4. Расчет и анализ магнитных цепей (продолжение) Использование закона полного тока при учете нелинейных свойств материала магнитопровода lм = 0,8 м Sм = 0,0025 м2 w = 100 Ф = 275۠۠∙10-5 Вб I = ? Н = 500 А/м Из закона полного тока:

• 
  Слайд 17
  

  Заключение 1. В основе работы электромагнитных устройств лежат проявления магнитного поля (индукционное и силовое действие).Работа электромагнитных устройств (трансформаторов, электрических машин, электромагнитных и электромеханических преобразователей) основана на проявлениях магнитного поля. 2.Индукционное действие (явление электромагнитной индукции) магнитного поля проявляется в том, что в электрическом контуре, находящемся в переменном магнитном поле, или в проводнике, который движется в магнитном поле, наводится электродвижущая сила (ЭДС). 3. Силовое действие магнитного поля проявляется в том, что на электрический проводник с током, помещенный в магнитное поле действует электромагнитная сила. Силовое действие магнитного поля проявляется также в создании силы притяжения ферромагнитных материалов к магнитам.

• 
  Слайд 18
  

  Заключение (продолжение) 4. Магнитная цепь - часть конструкции электромагнитного устройства, предназначенная для создания магнитного поля определенной конфигурации (распределение в пространстве) и необходимой интенсивности. 5. Любая магнитная цепь состоит из двух основных частей: источник магнитного поля и магнитопровод. Источник магнитного поля – электрическая обмотка с током или постоянный магнит. Магнитопровод – ферромагнитный сердечник, обеспечивающий замыкание магнитного потока. 6.Свойства ферромагнитных материалов, определяющие работу магнитных цепей: большая относительная магнитная проницаемость (малое магнитное сопротивление); нелинейная зависимость магнитной индукции B от напряженности магнитного поля H; гистерезис (отставание изменения индукции магнитного поля при изменении напряженности).

• 
  Слайд 19
  

  Заключение (продолжение) 7. Основным законом, используемым при расчетах магнитных цепей, является закон полного тока. Закон полного тока позволяет сформулировать закон Ома для магнитной цепи и использовать аналогию магнитной и электрической цепей для расчета и анализа магнитных цепей. 8. На работу магнитной цепи существенное влияние оказывают воздушные зазоры в магнитопроводе, создающие большое магнитное сопротивление магнитному потоку.

• 
  Слайд 20
  

  Контрольные вопросы Магнитная цепь это: Часть электротехнического устройства, предназначенная для создания магнитного поля определенной конфигурации и интенсивности. Совокупность электромагнитов, соединенных электрическими проводниками. Совокупность устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии, соединенных между собой электрическими проводниками. Основные элементы магнитной цепи: Источник магнитного поля (постоянный магнит, электрическая обмотка) и магитопровод. Электрические обмотки, соединенные между собой электрическими проводниками. Электромагнитные устройства, соединенные между собой электрическими проводниками. Свойство ферромагнитных материалов, определяющее их применение для магнитопроводов в магнитных цепях: Высокая магнитная проницаемость. Низкая электропроводность. Низкая стоимость.

• 
  Слайд 21
  

  Контрольные вопросы Магнитопровод в магнитной цепи это: Сердечник из ферромагнитного материала, предназначенный для замыкания магнитного потока. Проводник, соединяющий электрические обмотки в магнитной цепи. Устройство, используемое в качестве источника магнитного поля. В какой магнитной цепи создается больший магнитный поток при одинаковой МДС обмотки: Ф1Ф2Ф1=Ф2 Закон Ома для магнитной цепи: Магнитный поток пропорционален МДС обмотки и обратнопропорционален магнитному сопротивлению магнитопровода. Магнитный поток пропорционален МДС обмотки и магнитному сопротивлению магнитопровода. Магнитный поток пропорционален магнитному сопротивлению магнитопровода и обратнопропорционален току в обмотке.

• 
  Слайд 22
  

  Контрольные вопросы Как изменится магнитный поток Ф при создании в магнитопроводе воздушного зазора δ при неизменной МДС обмотки? 1) Уменьшится 2) Увеличится 3) Не изменится Что такое магнитодвижущая сила (МДС) обмотки в магнитной цепи? Произведение тока в обмотке на число витков обмотки: F = I * w. Произведение числа витков обмотки на магнитный поток: F = w* Ф. Произведение тока в обмотке на магнитный поток: F = I * Ф. Как изменится магнитное сопротивление магнитопровода при создании в нем воздушного зазора δ? 1) Уменьшится 2) Увеличится 3) Не изменится