NAM CHÂM ĐIỆN ,CHƯƠNG 5e

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

144
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ừ thông rò f r là phần từ thông không đi qua khe hở không khí làm việc mà chỉ đi từ lõi tới gông (với mạch từcó một cuộn dây )hoặc giữa hai lỡi (với mạch từ có 2 cuộn dây tren hai lõi ).Khi khe hở làm việc tăng ,từ thông rò cũng tăng ,nhưng chiều dài của phân đoạn mạch từ có từ thông rò lại giảm.Vì vậy để cho việc tính được thuận lợi ,người ta dùng khái niệm suất từ dẫn rò –từ dẫn rò trên một đơn vị chiều dài :gr=Gr/lr,H/m Trong trường hợp...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: NAM CHÂM ĐIỆN ,CHƯƠNG 5e

TỪ DẪN CỦA TỪ THÔNG RÒ Từ thông rò f r là phần từ thông không đi qua khe hở không khí làm việc mà chỉ đi từ lõi tới gông (với mạch từcó một cuộn dây )hoặc giữa hai lỡi (với mạch từ có 2 cuộn dây tren hai lõi ).Khi khe hở làm việc tăng ,từ thông rò cũng tăng ,nhưng chiều dài của phân đoạn mạch từ có từ thông rò lại giảm.Vì vậy để cho việc tính được thuận lợi ,người ta dùng khái niệm suất từ dẫn rò –từ dẫn rò trên một đơn vị chiều dài :gr=Gr/lr,H/m Trong trường hợp này ,tử trường rò được coi như phân bố đều trên lõi . Các công thức tính gr được trình bày ở bảng 5-4(điểm 3,4,5)và bảng 5-6 (điểm R,6) .Từ dẫn rò trong trường hợp sức từ động phân bố tập trung (hinh5-17a ) Từ áp tren mỗi đơn vị chiều dài lr giữa hai trụ của mạch từ là hằng số (nếu bỏ qua từ áp rơi trên lõi sắt .Vì vậy trong trường hợp này Gr=gr.lr Hình Hình 5-17:Sự phân bố của từ áp ,từ thông theo chiều dài của mạch từ . a)Nam châm điện với sức từ động tập trung b)Nam châm điện với sức từ động phân bố rải Từ dẫn rò với trường hợp sức từ động phân bố rải đều trên lõi (H5-17b).Nếu mạch từ không bão hòa thì từ áp rò U m = qr là một đường thẳng ,còn sự thay
đổi của từ thông –theo đường parabol.Trong trường hợp này ,việc tính toán f r dựa vào giá trị trung bình của qr (đườngchấm chấm H5-17b),nghĩa là : Gr 1 gl f r = qr = qr gr lr = qr r r = qrG rqd 2 2 2 Trong dó: lr 1 qr = qcd G rqd = gr lr , H lcd 2 Từ dẫn rò quy dổi qcd -sức từ động cuộn dây,A, lcd -chiều cao của cuộn dây ,m (234) 235 Trong trêng hîp m¹ch tõ b·o hoµ cd vµ r thay ®æi theo ®êng cong, vµ khi ®ã tõ dÉn dß quy ®æi Grq® cã thÓ x¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p vÏ. Còng tån t¹i c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c tÝnh to¸n m¹ch tõ mµ kh«ng cÇn tÝnh tõ dÉn dß quy ®æi. D_ Tõ dÉn cña hai hay nhiÒu khe hë. Kh¸c víi m¹ch trë, ë m¹ch dÉn khi cã c¸c dÉn song song th× dÉn tæng sÏ lµ tæng sè häc cña c¸c dÉn thµnh phÇn, cßn khi c¸c dÉn nèi tiÕp _ sÏ gièng nh c¸c trë song song. Víi 3 lo¹i m¹ch tõ thêng gÆp( bá qua tõ trë cña s¾t tõ ), tõ dÉn tæng sÏ lµ: a/ m¹ch tõ hót chËp, phÇn øng n»m ngoµi cuén d©y( H5_13a). G .G G 1   u  Gr12 qd  G  Gu G  Gd  Gr 23qd 3 G .G 1 3u G  (5  27) 13 G 1 G 3   b/ m¹ch tõ hót èng d©y( H5_13b).
G .G G 12   K  Gr12 qd  G  GK G .Gr 23qd G 24   G  Gr 23qd G .G  12  24 G  (5  28)  14 G 12  G 24   c/ m¹ch tõ h×nh E, phÇn øng ph¼ng( 5_14a). Víi mét nöa( m¹ch tõ h×nh U), ta cã: G A .G B G   Gr12 qd (5  29) 12 G A  GB G .Go Trong ®ã : G A  0,5. ; G B  G ph  Gn G  Go 1 Gt12 qd  .Gr12 3 E_ vÞ trÝ tõ th«ng lín nhÊt VÞ trÝ tõ th«ng lín nhÊt max chia m¹ch tõ ra lµm hai phÇn, trong ®ã mçi phÇn ®Òu cã khe hë kh«ng khÝ. CÇn x¸c ®Þnh søc tõ ®éng vµ chiÒu dµi lâi cña mçi phÇn ®ã. Thêng gÆp c¸c tr- êng hîp sau : a) M¹ch tõ cã mét khe hë (H5-13a) – ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña lâi. ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña lâi b»ng toµn bé chiÒu d ài cña lâi hoÆc cña cuén d©y lcd, cßn vÞ trÝ tõ th«ng lín nhÊt lµ chç tiÕp xóc gi÷a lâi vµ g«ng. b) Mạch từ có phần ứng nằm ngoài cuộn dây( H5_13b ). 2Gd  gl l l12  l cd . 2(Gd  Gu  gl l ) Vì từ thông dò ở phân đoạn 2_3 thường không lớn, nên trong nhiều trường hợp, nhất là khi phần ứng hở, ta có thể xem: 3=d=2=max. với sai số không vượt quá 4 – 5 %, thậm chí cả khi l23=0,3l1.
c) Mạch từ hút ống dây( H5_13c).  l cd G gl13   l . G  2G  1 1   l13 1  13 l 23   (5_20) G gl  1   . 13   G 1 G 1      Khi tính toán mạch từ theo từ thông trung bình hoặc theo từ thong móc vòng của nam châm điện xoay chiều, việc xác định vị trí của từ thông cực đại max là không cần thiết. § 5.9 _ đạo hàm của từ dẫn khe hở không khí. Đạo hàm từ dẫn khe hở cần thiết cho việc tính toán lực hút điện từ và các đại lượng khác của nam châm điện. việc xác định đạo hàm của khe hở không khí có thể tiến hành theo hai phương pháp: phương pháp giải tích và phương pháp vẽ(đạo hàm bằng đồ thị ). 1/ - Phương pháp giải tích: khi biết biểu thức giải tích của từ dẫn khe hở không khí(như ở bảng5_6), ta chỉ việc đạo hàm biểu thức đó theo khe hở không khí. 2/ - Phương pháp đồ thị: Đầu tiên dựng đường cong G = f(  ) theo các trị số từ dẫn để tính được cho các trị số  khác nhau (H5_18). từ một điểm  i trên trục hoành tìm điểm Gi ttương ứng trên đường cong G(  ). Từ Gi vẽ tiếp tuyến với đường cong từ dẫn, tạo với trục hoành một góc, góc này đặc trưng cho đạo hàm cấp một của từ dẫn tại điểm đó. dG Gi M M   G tg   G tg , H/m (5_31) d 1   M  M Trong đó : MG, M  - tỷ lệ xích của các trục G và  . Bằng cách này tìm các điểm khác của  và sau đó dựng quan hệ dG = f(  ) d (HINHHFGBDSH Vdsvgsdgsg GĐSGSFGDSG) Hình 5_18: Xác định đạo hàm cấp một của từ dẫn khe hở không khí.
§5.10 - Từ trở các phân đoạn của mạch từ. từ trở của mạch từ gồm từ trở của khe hở không khí và từ trở của các phân đoạn sắt từ. Từ trở của khe hở không khí: 1 Z   R  G Vậy từ trở của khe hở không khí là từ trở ttác dụng( thuần trở ). Các phương pháp tính từ trở( từ dẫn ) khe hở không khí đã được trình bày ở các phần trên. Từ trở sắt từ: khác nhau về bản chất của nam châm điện một chiều và nam châm điện xoay chiều. 1. Ở nam châm điện một chiều: từ trở chỉ gồm thành phần tác dụng, và được biểu diễn theo công thức sau: l R  R H-1 S 1 1 H Trong đó : R=   ( 5_30 )   0 . r B Ở đây : R, m/H _ suốt từ trở tác dụng của vật liệu từ, có thể xác định theo đường cong từ hoá của vật liệu, hoặc theo các đường cong ở H5_15 , 5_20. l,m _ S, m2 _ chiều dài và tiết diện. H, A, B, T_ cường độ từ trường và từ cảm trong mạch từ. 2. Ở nam châm điện xoay chiều: từ trở gồm hai hành phần : thành phần tác dụng R l l Và thành phần kháng Z  : R  jX    R  j  Z  e je S X S (5_31) Z  R2  X 2 ;  X   2R   2 X X (5_32) tg  R Thành phần phản kháng của từ trở X  đặc trưng cho tổn hao từ trễ, dòng xoáy và tổn hao trong vòng ngắn mạch.Vì có tổn hao nên từ thông ở các phân đoạn khác nhau của mạch từ bị lệch pha nhau. Suất từ trở phản kháng được tính theo:
 .PFe X  (5_33) . f .B 2 m Trong đó :  - khối lượng riêng của thép PFe - Suất tổn hao của thép do từ trễ và dòng xoáy gây ra f - tần số thay đổi của từ thông Bm - từ trở cực đại trong lõi thép. Suất từ trở tác dụng được tính theo biểu thức:  R   2 Z   2 X , trong đó  Z xác định theo đường cong từ hoá của vật liệu với tần số tương ứng. 2H Z  Bm hay (5_34) P Z  . f .B 2 m Trong đó : B  - suất từ hoá GFHFĐKJHFKJĐKLHDKJH JGĐSHSFHFĐSFFĐKHFKJF FGFFĐHFSĐFSFFĐFHĐFSKSJF FGFGFGFGFGFĐFFĐFFDF JGĐSJFSFDFKFHỀÈUEF FJYĐGFGFGFHĐFHFd Hình 5_19: Các đường cong  R =f(B) cho các loại vật liệu từ khác nhau( từ cảm do từ thông một chiều tạo ra) 1. với vật liệu Э11 , Э12 , Э21 2. với vật liệu Э41 , Э42 , Э43 3. Thép cacbon đúc 4. Gang 5. Thép kết cấu CT10, ủ Từ các hình vẽ trên nhận thấy rằng: với mỗi loại vật liệu, suất từ trở gần như không đổi khi từ cảm biến đổi trong một phạm vi tương đối rộng. Từ trở của vòng ngắn mạch( màn chắn ) có thể viết: Z mm  R mm  jX mm Trong đó thành phần trở tác dụng Rμmm không đáng kể so với thành phần phản kháng Xμm, vì vậy có thể coi: Rμmm=0 ; Zμmm =jXμmm
với số vòng ngắn mạch là =1, có thể tính:  2  2 f X mm    (5_35) rnm rnm rnm Trong đó : rnm _ điện trở của vòng ngắn mạch. FHKÀHKĐFHKFH vFGĐHFFDJF HJVGĐHGKÙHDKFH FKĐHFFKHFDKÙHK VJĐVGFHVBJKVHKJD VBĐVHVNKJĐVKJV VBĐJVGBHVBHVBDv Hình 5-20: Các quan hệ R(B) và X(B). ( trị số tung độ của các đường cong đánh dấu bằng chữ b phải nhân với 10 ). §5.11 _ HỆ SỐ TỪ DÒ VÀ TỪ TẢN 1/ - Hệ số từ tản: Được tính theo tỷ số giữa từ thông đi qua khe hở không khí và phần từ thông làm việc:    1   t G1  Gt t    l 1 G1 Hay:     t G m1  Gt t   m1   m1  m1 Gm1 (5_36) Trong đó:  - khe hở không khí ; l - phần cực từ( lõi ) ;m1 – mũ lõi ; t - tản Hệ số từ tản phụ thuộc vào độ lớn của khe hở không khí và các kích thước của mạch từ. 2/ - Hệ số từ rò: Hệ số từ dò x là tỷ số giữa từ thông tổng đi qua tiết diện ở vị trí lx và từ thông ở khe hở không khí nối tiếp nó X   r  rx     
Khi xác định hệ số từ rò r , để đơn giản hoá, ta coi từ trở sắt từ không phụ thuộc vào từ thông qua nó và cuộn dây được rải đều trên lõi. Nếu mạch từ có một hay nhiều khe hở không khí, à chúng nằm về một phía của cuộn dây thì chỉ có một hệ số từ rò. Khi mạch từ có các khe hở nằm về 2 phía của cuộn dây thì nó được chia thành hai phần riêng biệt, mỗi phần đều có từ thông rò và hệ số từ rò tương ứng. Với mạch từ một chiều (cuộn dây dòng điện và cuộn dây điện áp) và mạch từ xoay chiều của dòng điện (Iw=const), khi tính toán hệ số rò người ta dung hệ số lớn nhất của từ thông max, còn với mạch từ xoay chiều cuộn dây điện áp khi tính toán dung trị số từ thông móc vòng hay trị số trung bình của từ thông  = wtb. Nếu có mạch từ dạng hút chập, hệ số từ rò sẽ là :  0    r G r    1 r   G 1 Với mạch từ một chiều : Gr  .gl 2 1 Với mạch từ xoay chiều : Gr  .gl 3