МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
/
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1
ДОСЛІДЖЕННЯ МАГНІТНИХ ПРОВІДНОСТЕЙ
ПОВІТРЯНИХ ПРОМІЖКІВ
Львів 2012р.
Мета роботи: Ознайомитись з приладами і вивчити методи вимірювання магнітних величин. Дослідити експериментально магнітні провідності повітряних проміжків електромагнітів з різними формами полюсів та порівняти одержані результати вимірювань магнітних провідностей повітряних проміжків з розрахованими за існуючими методиками і зробити відповідні висновки.
Дослідити експериментально просторовий розподіл вектора магнітної індукції.
1. Теоретичні відомості
Уміння обчислювати магнітні провідності повітряних проміжків є необхідним при розрахунках магнітних кіл електромагнітних механізмів. Для цього, в першу чергу, необхідно дати визначення магнітної провідності.
Уявимо собі довільну об'ємну фігуру M (рис.1), обмежену трьома поверхнями A1, A2, A3, всередині якої відсутні струми ().
Нехай A1 є еквіпотенціальною поверхнею з магнітним потенціалом і A2 – еквіпотенціальною поверхнею з магнітним потенціалом і A3 – поверхня вектора магнітної індукції . Між поверхнями A1 і A2 проходить магнітний потік
, Вб,
(1.1)
який не перетинає бокової поверхні A3, а різниця магнітних потенціалів між поверхнями A1 і A2
, А,
(1.2)
де – вектор індукції в будь-якій точці поверхні A1, Тл;
S – площа поверхні A1, м2;
l – довільна лінія, що проходить всередині фігури M, кінці якої знаходяться на поверхнях A1 і A2;
– вектор напруженості магнітного поля, А/м.
За означенням магнітна провідність між двома еквіпотенціальними поверхнями A1 і A2 фігури M визначається як відношення результуючого потоку Ф, спільного для поверхонь A1 і A2, до різниці магнітних потенціалів між цими поверхнями
, Гн.
(1.3)
Величину, обернену до магнітної провідності, називають магнітним опором
, Гн-1.
(1.4)
Отже, для експериментального визначення магнітної провідності повітряного проміжку необхідно виміряти магнітний потік полюса і різницю магнітних потенціалів між цими полюсами.
Визначення магнітного потоку електромагніта розрахунковим шляхом при складній просторовій картині поля між полюсами може бути здійснене шляхом розв’язання рівнянь поля відомими або наближеними методами.
Якщо поверхні A1 і A2 є паралельними площинами, лінії вектора магнітної індукції перпендикулярні до них, а індукція розподілена рівномірно по всій поверхні, то
, Вб.
(1.5)
Якщо лінія l збігається з лінією вектора напруженості магнітного поля і H є постійною вздовж лінії l, то
А.
(1.6)
Тоді згідно з (1.3)
, Гн.
(1.7)
Формулою (1.7) можна скористатися лише при паралельних полюсах і відносно невеликих повітряних проміжках.
При розрахунку магнітних кіл електромагнітних механізмів використовують різні методи обчислення магнітних провідностей повітряних проміжків, а саме:
– обчислення провідностей для випадків, коли (1.1) і (1.2) можна визначити аналітично;
– обчислення провідностей на основі картин поля, отриманих графічною побудовою, або на основі наближеного розв’язування рівняння поля;
– обчислення провідностей за наближеними формулами, які отримані на основі спрощених уявлень про картину поля (метод Ротерса – метод ймовірних шляхів потоку);
– обчислення провідностей за формулами, які отримані на основі математичної обробки експериментальних даних.
В даній лабораторній роботі досліджується вплив повітряного проміжку між полюсами циліндричної форми з плоскими та конічними торцями, а також полюсами квадратної форми з плоскими торцями на магнітну провідність між цими полюсами, а також просторовий розподіл вектора магнітної індукції в зоні досліджуваного повітряного проміжку. Магнітні провідності визначаються експериментально і розраховуються різними методами з метою їх порівняння.
2. Лабораторна установка та методика експериментальних досліджень
Дослідження проводиться на спеціаль...
