Способ определения постоянного магнитного потока в воздушном зазоре магнитной системы

(51) 5 (3 РЕТЕНИ ОПИСАН отку 11 а ф А (В+ С)+ Это уравнени алгебраическим урЕВ (3 является нелинеиным нением, общего решеОСУДАРСТВЕ Н 1 ЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Испытание магнитных материалов и систем./Под ред. А.Я. Шихина, - М.: Энергия, 1984. с. 286 - 305.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОТОКА В ВОЗДУШНОМ ЗАЗОРЕ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ(57) Изобретение относится к измеренияммагнитных величин и может найти применение при разработке магнитных систем с постоянными магнитными потоками. Цельюизобретения является расширение функциональных воэможностей за счет определеИзобретение относится к измерениям магнитных величин и может найти применение при разработке магнитных систем с постоянными магнитными потоками.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа эа счет определения постоянного магнитного потока в зазоре произвольной величины.На фиг, 1 показана конструкция магнитного захвата на постоянных магнитах в качестве примера магнитной системы; на фиг.2 - схема замещения магнитной системы захвата,Магнитная система захвата (фиг, 1) содержит магнитоп ров од, в кл юча ю щий ф ерромагнитные пластиныи 2, магнит 3, размещенный между ними, а также ферромагнитное тело-груз 4. Между грузом 4 и пластинами 1 и 2 магнитопровода существует мал ый воздушный зазор величиной (длиной) 1,ния постоянного магнитного потока в зазоре произвольной величины, По способу в магнитной системе создают поочередно зазоры длиной 11 и 2, в которые помещение датчика является возможным и которым соответствуют магнитные сопротивления С 1 и С 2, в них измеряют значения магнитных потоков соответственно Ф 1 и Ф, по ним определяют параметры схемы замещения магнитной системы - величину фиктивной намагничивающей силы, величину внутреннего магнитного сопротивления и величину магнитного сопротивления рассеяния иэ приведенных уравнений, задаваясь величиной одного из них, а величину магнитного потока ф в зазоре длинойс магнитным сопротивлением С определяют по формуле Ф = ЕВ/(АВ + АС + ВС), 1 табл., 2 ил. Схема на фиг. 2 может рассматриваться как схема замещения любой магнитной си 1 стемы вообще и как схема замещения магнитной системы захвата по фиг. 1 в частности. Она содержит фиктивную намаг- О ничивающую силу Е, внутреннее магнитное сопротивление А, магнитное сопротивление рассеяния В и сопротивление нагрузки С (сопротивление воздушного зазора) Магнитные потоки схемы делятся на поток не- разветвленной части цепи Х. поток рассеяния У и поток через нагрузку Ф.Из схемы замещения по закону Ома а Х = Е(В + С)/(АВ + АС + В С). (1) Поток в воздушном зазореф= ЕВ/(АВ + АС+ ВС), (2),Аи ногоь по ают 1;и тс агОК ляют й си- чнеа- него ну из ног ээуг ния которого не сущестаует Р.о сзначает, что для конкретного воздушного зазора длиной 1 с магнитным потоком ф и магнитным сопротивлением С существует бесчисленное множество разных соотношений между А, В и Г. При этом, если одна из этих величин будет известна, то две другие могут быть определены однозначно. Если предположить, что в двух воздушных зазорах длиной 11 и 1 з измерены значения магнитных потоков соответственно Ф 1 и ф 2 и рассчитаны магнитные сопротивления воздушных зазоров соответственно С 1 и Ст, то система уравнениЯ, записанная для этого случая, будет выглядеть следующим образом:Ф 1 А(В+С 1)+ Ф 1 ВС 1-ГВ,% А(В+Са+ фВС=Ге, (4) где одной иэ величин А, В и Г можно задаваться произвольно.При этом величина любого магнитного сопротивления должна определяться по формуле (с учетом того, что магнитный поток проходит через воздушный зазор дважды)С- Ир.я, (5) где 5 - площадь зазора или Одного полюса магнитной системы;4 - магнитная постоянная,Если произвольно задавать величину Р, то из системы (4) Далее по конкретным значениям Г В можно определить значение манит потока в воздушном зазоре любой длин формуле (2).Последовательность Операций по и рению постоянн Ого ес рецепта магнит потока е магн, -.Ной системе с воздуш зазором заключается в следующем,Б любой м.".гни-.нсй с 1"теме ссз поочередно воздушные зазоры длино 1 г, в которые помещение да чика яял еозможкым и которым соответствуютитные сопрстиелен 1 я С 1 и Ср, е нну 1 рдеют значения магнитных пст ;,".Ответственно Фт н Фпс ни 1 О" пеле пэргетры схе 1 ь замеаенл;. нитно артемы - велич,у ф 1 г.;фг-с- намагни ющей силы Р, ьегичину е; утрен магнттного сопротиеленм А и вели. НРт НОГО СС ПРт;свЛЕНРс Ра" СЕЯНИЯ у;.аяненнй н 1:адаеаяс ь:л;1 чиной од н:" ю х, г величину магнитно;О потока зоре длиной 1 с магнитным сспротивле С Определяют пс формуле (2). Практически спссоб опробован при измерении магнитного потока на простой модег,и магнитного захвата (фиг. 1), в которойпластины 1 и 2 имеют размори 120 х 80 х 10 ммз,5 магнитная плитка 3 - из феррита бария размером 120 х 80 х 16 мм, В качестве груза 4используют ферромагнитную пластину толщиной 16 мм,В модели захвата теслаэмперметром10 измерены значения магнитной индукции втрех воздушных зазорах длиной 11- 1 мм,121,1 мм и 131,2 мм для случэя, когдэ кпластине-грузу 4 обращены большие торцыпластиг магнитопровода. Измеренные знэ 15 чения индукции равны соответственно 0,82;0,78 и 0,75 Тл. Умножая эти значке нэплощадь одного полюса 1,2 х 1 О и, получим 9,84 х 10,9,36 х 10 и 9,00 х 10 Вбсоответственно.20 Два первых значения потоков использованы в качестве исходных для проведениярасчетов, а третье значение предназначенодля проверкиВ таблице представлены расчетныс зна 25 чения для А, В, магнитного потока Ф в воздушном зазоре длиной 1 э с индукцией взазоре Вз, полученные при разных значениях Г, заданных произвольно.Как следует из таблицы, с увеличением30 Р величины Аи В по абсолютному значениюрастут, причем сопротивление рассеяния Вимеет отрицательное значение, но при любых Г величина магнитного потока в зазоредлиной 1,2 мм остается постоянной и рав 35 ной 5,265 х 10 Вб что при площади одного.4полюса 5 = 12 х 10 м состветствует расчет 4 2ному значению магнитной индукции0,743721 Тл против измеренногО значения0,75 Тл. В процентном отношении несовпэ 40 дение 0,8447 ь.Следует Отметать, что точность вычислений в большей степени зависит от точности гэмереиия исходных данных, Поэтомудля поеыления точности вычислений жела 45 тельно иметь приборы с высокой разрешающей способностью,.позволяющие вестиотсчет величины третьего знака после запятой. В приведенном примере вычисления индукции можно вести в зазорах как в сторону узеличения длины, так и в сторону уменьшения с любыми интервалами между дл;намл соседних по величине зазоров.При этом в качестве исходных данных в расчетные фсрмулы можно подставлять измеренные значения в разных сочетаниях, Например, кроме использованного для расчетое сочетания 0,82 и 0,78 Тл можно испольэовать два возможных др их 0,18 и0,75 Тл или 0,82 и 0,75 Тл. С увеличением числа измеренных значений число сочетаний будет увеличиваться,Для повышения точности вычислений при определении величины магнитного потока в зазорах, в которые датчик измерительного прибора поместить, не удается, следует в качестве исходных данных использовать при расчете измеренные значения потоков (индукции) тех зазоров, которые по порядку величины являются ближайшими к зазору, в котором магнитный поток требуется определить.Использование предлагаемого способа измерения постоянного во времени магнитного потока в магнитной системе с воздушным зазором обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность определения величины магнитного потока в зазорах, в которые датчик измерительного прибора поместить не удается иэ-эа малой величины зазора, а также возможность проведения вычислительного эксперимента без изготовления пробных конструкций магнитных систем, когда по двум измеренным значениям магнитных потоков представляется воэможность определения ряда значений магнитных потоков в разных зазорах, начиная от нулевого, до зазора, величина которого определяется иэ условия сохранения однородности поля в зазоре, причем это достигается с любыми интервалами между соседними зазорами по длине,. Формула изобретенияСпособ определения постоянного магнитного потока в воздушном зазоре магнитной системы. включающий измерение постоянного магнитного потока в зазоре магнитнойсистемы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных 5 возможностей, устанавливают в магнитнойсистеме воздушные зазоры двух различных величин и в Каждом иэ них измеряют величину поСтоянного магнитного потока, а величину искомого постоянного магнитного 10 потока определяют иэ соотношенияР Вф а.тстав-сгде Ф- величина искомого магнитного по тока в воздушном зазоре, длиной 1:,Р, А, В - величины намагничивающейсилы, внутреннего магнитного сопротивления магнитной системы и магнитного сопротивления рассеяния, определяемые путем 20 задания одной иэ следующих величин изуравнений:Ф 1 Д (В+ С 1) Ф В С 1- ГВ; 25 % А (В+Сг)+Ф В Сг=гв,где Ф,Ф - измеренные постоянные магнитные потоки в установленных воздушныхзазорах величиной 1 и 2 соответственно:З 0 С 1, С 2, С - магнитные сопротивлениязазоров 1, 2 исоответственно, причем С/Р Я,где Я - площадь воздушного зазора магнитной системы;ро - магнитная постоянная,1704115 Составитель С,ШумилишскаяРедактор С,Пекарь Техред М.Моргентвл Корректор Л.Патай аз 61 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва. Ж, Раушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул. Гагарина,