Файл: Туровский Я. Техническая электродинамика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 227

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

цепи. Размыкание якоря вновь намагниченного магнита

вызывает

уменьшение

индукции ниже Вг, и она становит­

ся равной

Bi (рис. 1

-13). После повторного замыкания

якоря индукция уже не возвращается к первоначально­

му остаточному значению Вг, а

 

становится

равной

В2.

Все последующие

цик­

 

 

 

 

 

 

лы

размыкания

и

за­

Ом-м

 

 

 

 

мыкания

магнитной це­

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

пи

постоянного

магни­

 

 

 

^

г

та будут проходить по *10~6

 

 

 

возвратной

петле

В\В2

 

 

 

 

/

 

(рис. Ы З ) . Эта

петля

1,0

 

 

 

 

 

возврата

так

узка,

что

 

 

 

 

 

 

в первом

приближении

0,8

 

 

У

 

 

ее

можно

заменить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямой

B^Bz,

которую

0,6

 

///

 

 

 

называют

 

прямой

воз­

 

 

4 ' '/

 

 

 

врата. Тангенс угла на­

ал

 

 

 

 

клона прямой

возврата

 

 

 

 

 

 

называют

 

проницае­

0,2

 

 

 

 

 

мостью возврата. Отно­

 

 

 

 

t

сительное

 

 

значение

о

 

 

 

 

 

гоо ьоо боо

sou moo °с

проницаемости

 

возвра­

 

та

обычно

0,2—0,3.

Рис. 1-18. Изменение удельного элек­

 

Это

понятие

 

упо­

трического

сопротивления ферромаг­

требляют

при

расчете

нитных материалов

при высоких тем­

пературах [Л. 1-20].

 

 

 

постоянных

магнитов и

 

 

 

/ — электролитическое

ж е л е з о ; 2 — 0,11%

С;

электрических

 

микро­

3— 1% С.

 

 

 

 

 

машин

с

постоянными

 

 

 

 

 

 

магнитами. Прямую возврата BiBz

можно

приблизитель­

но рассматривать как параллельную к кривой

размагни­

чивания

в точке В,..

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифференциальная

(динамическая)

проницаемость

используется иногда для характеристики крутизны кри­ вой намагничивания (iidyn dBIdH). Она равняется ко­ эффициенту наклона касательной к кривой намагничи­ вания. По мере увеличения индукции от нуля дифферен­ циальная проницаемость быстро растет, а затем начи­ нает уменьшаться. Железо считают насыщенным, когда дифференциальная проницаемость лишь в несколько раз больше проницаемости воздуха.

Идеальная

проницаемость — это

отношение

В/Н,

найденное на

основании идеальной

кривой намагничи­

вания. Проницаемость эта, как легко

заметить на

осно-

59



йании кривой 3 на рис. 1-13, не имеет экстремального значения. Но одновременно она обладает большим на­ чальным значением при Я = 0.

Нелинейная проницаемость — это проницаемость, по­ лученная на основании дифференцирования правой ча­ сти второго уравнения Максвелла (2-2) с учетом функ­ циональной зависимости \x = f(H). В случае, когда среда имеет нелинейную проницаемость, первое уравнение Максвелла (2-1) остается без изменений (в металлах можно пренебречь токами смещения). В (2-2) приходит­

ся дифференцировать

сложную

функцию

В = ц(Я

дН

dt

дН

 

 

дИ

дН

о л .

 

dt — r a

dt

 

где

 

 

 

называется нелинейной магнитной проницаемостью или

иногда динамической

проницаемостью.

 

Вид формулы (1-25) определяет простой, но

доволь­

но трудоемкий способ

определения кривой |Хн(Я) на

основании

кривой

нормальной

проницаемости

ц ( Я ) ,

показанной

на рис. 1-19

(ср. рис. 7-5).

 

Проницаемость при больших частотах. При частотах,

применяемых в промышленности,

проницаемость

стали

практически не зависит от частоты и начинает умень­ шаться лишь только в области радиочастот. При часто­

те

света

она

достигает

значения,

равного единице

[Л.

1-2].

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексная

проницаемость — это

проницаемость,

учитывающая сдвиг

по фазе

(во времени)

комплексных

амплитуд

индукции

В т

и

напряженности

магнитного

поля Н т

в случае,

когда

обе эти величины

изменяются

синусоидально

(первые гармоники). Как и каждое ком­

плексное число, проницаемость эту можно выразить че­

рез

модуль |х и аргумент ip:

 

 

; =

B m

/ H m = j*e-/ *

(1-26)

где

ц — проницаемость

в

верхней (поворотной)

точке

петли гистерезиса.

60


4ооо

4000

3500

3000

—f-

3000

2500

2000

1500

1000

500

во

2000

1000

у

 

Г

5\ VI

1,0

Т 2

 

 

1,3

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

4000

8000

12000 18000 20000 2Ш0

28000

А/м

400

800

1200

1600

2000

2400 2800

 

Рис. 1-19. Кривые относительной магнитной

проницаемости для

различных сортов стали.

 

 

 

 

 

 

/ — горячекатаная трансформаторная

сталь (4%

Si); 2 — углеродистая го­

рячекатаная

конструкционная сталь

(0,3%

С) ; 3

— с т а л ь н о е литье; 4 — с е ­

рый чугун;

5 — аппроксимация кривой

3 функцией ц г = 1 100 sin В + 0 , 2

[см. гл. 7].

 

 

 

 

 

 

 

Перемагничивание

образца

стали

требует

подвода

к цепи возбуждения

как реактивной,

так и

активной

мощностей. Вытекающая из этого полная мощность рав­ няется произведению действующего значения индукции на сопряженное действующее значение напряженности магнитного поля, или наоборот. Полагая синусоидальное изменение этих величин во времени

Н*=Нте~м и по (1-26) B = jiH,

61


получаем полную мощность на единицу объема образца при частоте /, Гц:

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

2e-!*dt:

 

 

 

7t6 f

 

 

 

 

 

 

— ^ - ( s i n ф + / cost),

(1-27)

где

Я т н 5 m

модули.

 

 

 

Pu­

 

На основании (1-27), зная гистерезисные потери

na

единицу объема или зная мощность

намагничивания

Qiv

образца, можно определить аргумент г|>

комплекс­

ной

проницаемости р.:

 

 

 

 

 

siny = vPwl(*B2jy,

cos<p = ^ l v

/ ( ^ / ) .

(1-28)

 

Комплексную

проницаемость можно

также

записать

в виде

 

 

 

 

 

 

[л.* =

[х, — /[х2 =

JJ,(COS^ - - / sin

(1

-29)

или

 

 

 

 

 

 

 

 

f * * = M l - / t g S ) ;

 

 

 

учитывая (1-28), получаем так называемую консерва­ тивную проницаемость

 

^2QiVl(wH2J;

(1-30)

консумпционную проницаемость

 

 

\b = 2Plvl(«H2J

(1-31)

и тангенс

угла потерь

 

 

 

tg6 = / V / Q i F .

(1-32)

Вышеприведенные

формулы не учитывают

потерь

мощности

от вихревых

токов, которые также вызывают

сдвиг по фазе. Сдвиг этот учитывают или

путем соот­

ветствующего

увеличения

мощности

в вышеприведен­

ных формулах или путем ввода отдельных

аргументов,

получающихся

при расчете

вихревых

токов (см. гл. 2).

Допущение о синусоидальности кривых Я и В является равно­ ценным замещению действительной петли гистерезиса соответственно наклонным эллипсом с той же площадью. Действительно, если положим,

Нt = Hm sin Ш и B( = B„,sin (at—г|)),

62