0.5 Cơ cấu điện từ  (Page 3/4)

Một số công thức có được bằng phương pháp giải tích

a) Từ dẫn giữa mặt trụ song song với một mặt phẳng lớn (khoảng cách a>4r)

$G=\frac{\mathrm{2\pi }\text{.}\mu \text{.}l}{\text{ln}\frac{a+\sqrt{a^2-r^2}}{r}}$

b) Từ dẫn hai mặt trụ tròn song song (khoảng cách b>4d)

$G=\frac{{\mu }_0\text{.}\pi }{\text{ln}\frac{b}{r}}\text{.}l$

c) Từ dẫn giữa hai mặt trụ đồng tâm bán kính r1 và r2

$G={\mu }_0\text{.}\frac{\mathrm{2\pi l}}{\text{ln}\frac{r_2}{r_1}}$

d) Từ dẫn giữa hai mặt cực từ chữ nhật đặt song song ở trong cùng một mặt phẳng

$G={\mu }_0\text{.}\frac{l}{\mathrm{2\pi }}\text{.}\text{ln}{\mathrm{2m}}^2-1+\mathrm{2m}\sqrt{m^2-1}$ , với $m=\frac{\mathrm{2b}+d}{d}$

Ngoài ra còn phương pháp vẽ nhưng chỉ dùng khi cực từ hình dạng phức tạp không thể dùng biểu diễn toán học được.

Tính toán mạch từ

Tính mạch từ một chiều

+ Mạch từ một chiều khi làm việc, trong mạch có dòng không đổi I, từ thông =const nên không có tổn hao dòng xoáy, lõi được làm bằng vật liệu sắt từ khối để dễ gia công cơ khí.

Trình tự tính toán mạch từ:

* Vẽ mạch từ đẳng trị.

* Tính từ dẫn G của khe hở không khí và toàn mạch.

* Giải mạch từ, tìm các tham số chưa biết.

Trong quá trình làm việc khe hở không khí thay đổi làm từ thông  biến thiên do vậy ta chia được ra các trường hợp:

a) Tính mạch từ một chiều khi không xét từ thông rò

Với mạch từ khe hở không khí bé, cuộn dây phân bố đều trên mạch từ thì có thể bỏ qua từ thông rò.

Ví dụ: xét mạch từ hình xuyến như hình minh họa; phần sắt từ chiều dài l, tiết diện S, khe hở  có từ thông rò rò=0.

Giải:

a.1) Biết  cần tìm F=IW (do ro=0 nên = do IW sinh ra.

$B_{\delta }\approx B=\frac{\phi }{S}$ ,theo định luật toàn dòng điện có:

$F=\text{IW}=\text{Hl}+H_{\delta \text{.}}\delta$ (*), từ trị số B ta tra ra H, với S là tiết diện mạch từ [m2]

Với trị số từ cảm là B thì: $H_{\delta }=\frac{B_{\delta }}{{\mu }_0}$ , thay giá trị H vào (*) ta có F=IW.

Hoặc dùng phương trình: $\text{IW}=\phi R_M+\frac{1}{G_{\delta }}$

a.2) Biết IW cần tìm 

Có : $\text{IW}=H\text{.}l+H_{\delta }\text{.}\delta$

Với: $\begin{array}{}{H}_{\delta }=\frac{B_{\delta }}{{\mu }_0}=\frac{B}{{\mu }_0};\\ G_{\delta }={\mu }_0\text{.}\frac{S}{\delta }\text{n}\text{ãn coï}:\delta ={\mu }_0\text{.}\frac{S}{G_{\delta }}\\ \\ \begin{array}{}\{\end{array}\\ \end{array}$

$\text{IW}=\text{Hl}+\frac{\text{BS}}{G_{\delta }}$ . Chia hai vế cho l.

Ta có: $\frac{\text{IW}}{l}=H+\frac{B\text{.}S}{G_{\delta }l}$

Trên đường cong từ hóa sắt từ đặt $\overline{\text{oa}}$ $=\frac{\text{IW}}{l}$

- Chọn tỉ lệ xích trục hoành mH (A.vòng/khoảng).

- Chọn tỉ lệ xích trục tung mB (Gauss/khoảng).

Với: $\text{tg}\alpha =\frac{G_{\delta }\text{.}l}{\delta }\text{.}\frac{m_H}{m_B}$ (cắt đường cong từ hóa tại b) từ b hạ $\text{bc}\perp \text{OH}$ như vậy có

$\overline{\text{Oc}}\text{.}{m}_H=H;\overline{\text{ca}}\text{.}{m}_H=\frac{\text{BS}}{G_{\delta }\text{.}l};\overline{\text{bc}}\text{.}{m}_B=B$

do đó $\phi =B\text{.}S={\phi }_{\delta }$ .

Rút ra trường hợp tổng quát

* Đối với những bài toán sức từ động IW giống nhau, nhưng khe hở không khí  khác nhau (tiết diện S khác nhau) thì có thể giải được nhanh chóng bằng cách kẻ từ a các đoạn ab’, ab”,... tạo với trục hoành các góc ’, ”,... tung độ các điểm b’, b” là trị số B cần tìm.

* Khi khe hở không khí  và tiết diện S bằng nhau nhưng sức từ động IW khác nhau thì trên trục hoành ta đặt những đoạn thẳng oa’, oa”,...có giá trị bằng $\frac{I_1{W}_1}{l_1}$ ; $\frac{I_2{W}_2}{l}$ và kẻ a’b’//a”b” tung độ b’, b” là trị từ cảm B cần tìm.

b) Tính mạch từ một chiều khi xét từ thông rò

Khi nắp mạch từ mở thì lượng từ thông rò lớn đáng kể nên khi tính phải xét đến.

Tính hệ số từ thông rò :

Xét mạch từ hình minh họa, ta xét sự phân bố từ thông rò dọc theo chiều cao mạch từ lõi.