intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Khí cụ điện - Chương 5: Cơ cấu điện từ và nam châm điện

Chia sẻ: Kiếp Này Bình Yên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

269
lượt xem
52
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 5 của bài giảng Khí cụ điện sẽ trình bày các nội dung liên quan đến cơ cấu điện từ và nam châm điện như: Khái niệm chung cơ cấu điện từ, phân loại cơ cấu điện từ, các định luật cơ bản của mạch từ, đại cương về nam châm điện, tính lực hút điện từ nam châm điện,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Khí cụ điện - Chương 5: Cơ cấu điện từ và nam châm điện

  1. CHƯƠNG 5 : CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN
  2. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Các thiết bị như rơle, công tắc tơ, khởi động từ, áptômát, ... đều có bộ phận làm nhiệm vụ biến đổi từ điện năng ra cơ năng. Bộ phận này gồm có : cuộn dây và mạch từ gọi chung là cơ cấu điện từ. Mạch từ chia làm các phần chính sau đây :  Thân mạch từ  Nắp mạch từ  Khe hở không khí chính  .
  3. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ 2 t  r 1 3 Hình : Kết cấu mạch từ 1.Thân mạch từ; 2. Nắp mạch từ ;3. Cuộn dây
  4. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây thì trong cuộn dây có từ thông  đi qua, từ thông này cũng chia làm 3 thành phần : Từ thông chính  : là từ thông đi qua khe hở không khí chính, đó cũng là từ thông làm việc của cơ cấu điện từ . Từ thông tản t : là từ thông đi ra ngoài khe hở không khí chính. Từ thông rò r : là từ thông khép vòng qua cuộn dây là thành phần không đi qua khe hở không khí chính mà khép kín trong không gian giữa lõi và thân mạch từ.
  5. PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Phân theo tính chất của nguồn điện  Cơ cấu điện một chiều.  Cơ cấu điện từ xoay chiều. Theo cách nối cuộn dây vào nguồn điện  Nối nối tiếp.  Nối song song. Theo hình dạng mạch từ:  Mạch từ hút chập (thẳng).  Mạch từ hút xoay (quanh một trục hay một cạnh), mạch từ hút kiểu pittông.
  6. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ 1. Định luật Ôm : Trong một phân đoạn của mạch từ, từ áp rơi trên nó bằng tích giữa từ thông và từ trở hoặc thương giữa từ thông và từ dẫn : 2. Định luật Kiếckhốp I : Trên mọi điểm của mạch từ, tổng từ thông vào bằng tổng từ thông ra : 3. Định luật Kiếckhốp II : Trong một mạch từ khép kín, tổng từ áp của các đoạn mạch bằng tổng sức từ động :
  7. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ 4. Định luật bảo toàn dòng điện : Tích phân đường của cường độ từ trường theo vòng từ khép kín bằng tổng s.t.đ của vòng từ đó : Định luật toàn dòng điện có thể biến đổi như sau : hoặc : và đây cũng chính là định luật Kiếckhốp II với mạch từ khép kín.
  8. NAM CHÂM ĐIỆN
  9. ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN i  N S S i N N S Nam châm điện
  10. ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN Dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trường. Vật liệu sắt từ đặt trong từ trường này sẽ bị từ hóa và có cực tính ngược lại với cực tính của cuộn dây, cho nên sẽ bị hút về phía cuộn dây Nếu đổi chiều dòng điện trong cuộn dây thì từ trường trong cuộn dây cũng đổi chiều và vật liệu sắt từ bị từ hóa có cực tính ngược với cực tính cuộn dây, cho nên chiều lực hút không đổi. Trong quá trình làm việc nắp mạch từ chuyển động, khe hở không khí giữa nắp và lõi thay đổi nên lực hút điện từ cũng thay đổi
  11. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN
  12. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN Lực hút điện từ cuả nam châm điện một chiều thường được tính theo 2 phương pháp : 1. Tính theo công thức maxwell 2. Tính theo phương pháp cân bằng năng lượng
  13. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CÔNG THỨC MAXWELL Khi khe hở không khí từ thông rò nhiều : Với Kđc= 3 5 là hệ điều chỉnh.
  14. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG  S i N
  15. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Khi đóng điện vào cuộn dây NCĐ, ta có phương trình cân bằng điện áp : Nhân 2 vế của phương trình cho idt, ta có : Lấy tích phân hai vế phương trình trên ta có: Trong đó ta có: : là năng lượng nguồn cung cấp. : là năng lượng tiêu hao trên điện trở cuộn dây w. :là năng lượng tích lũy trong từ trường
  16. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG c d 0 b a 0 i1 i2 i
  17. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Từ đồ thị ta thấy quan hệ giữa từ thông móc vòng và dòng điện i, có tính phi tuyến. Tính lực hút điện : Khi cung cấp năng lượng cho cơ cấu điện từ thì nắp của mạch từ được hút về phía lõi, khe hở không khí ở giữa nắp và lõi giảm dần. Ứng với vị trí ban đầu của nắp mạch từ có: Ứng với vị trí cuối có:
  18. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng từ trường khi ở vị trí đầu sẽ là: := diện tích Vậy năng lượng lấy thêm từ ngoài vào để nắp mạch từ chuyển động là: : = diện tích hình thang Theo định luật cân bằng năng lượng có: Trong đó là năng lượng làm nắp chuyển động từ vị trí 1 đến vị trí 2. = diện tích tam giác cong oad Nếu giả thiết mạch từ chưa bão hòa đường đặc tính chỉ xét ở đoạn tuyến
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2