UPM (figura 1) constă din:
1- magnet permanent (PM) cu o forță coercitivă mare (magnet 1);
2 PM cu o forță coercitivă mică (magnet 2);
Trei circuite magnetice din oțel electric;
4 bobină de inversare magnetică.
Prinderea foii de oțel 5 are loc la polii miezului magnetic 6.
Când magneții sunt magnetizați așa cum se arată în figura 1, fluxul magnetic al sistemului este închis prin magneții 1 și 2.
Zonele transversale ale magneților sunt alese astfel încât fluxurile magnetice ale ambilor magneți, Φ1 și Φ2. erau egale unul cu altul.
unde: B1. B2 - inducerea primului și a celui de-al doilea magnet; S1, S2 - secțiunea transversală a primului și a celui de-al doilea magnet.
Dacă condiția (1) este îndeplinită, fluxul magnetic care trece prin polul circuitului magnetic este egal cu 0, UPM este în stare pasivă (modul pasiv), forța atractivă este 0.
Dacă condiția (1) nu este îndeplinită, atunci diferența de flux se închide prin terminalele polului magnetic și o mică forță atractivă apare între UPM și orice material magnetic localizat în apropierea poliilor firului mag, ceea ce este extrem de nedorit pentru modul pasiv.
Pentru a comuta la modul activ, un impuls de curent este trecut prin bobina de inversare magnetică. Magnetul 2 își schimbă polaritatea (figura 2). Fluxurile magnetice sunt închise prin firele de polii magnetici și oțelul reținut: Ф = Ф1 + Ф2. există o forță atractivă R.
Pentru ca, după inversarea magnetizării, magnetul 1 să fie readus la starea inițială (aceeași valoare a B1 și H1), materialul magnetului 1 este selectat cu o forță coercitivă mare și o caracteristică liniară de demagnetizare (arc magnetic).
Practic, pentru magnetul 2, sunt alese aliaje de alnico, aliaje metalo-ceramice; pentru magnet 1 - ferite solide magnetice.
Pentru a simplifica calculul, presupunem asta
- rezistența magnetică a miezului magnetic și a oțelului reținut este 0;
- rezistența magnetică din spațiul de aer dintre magnet și circuitul magnetic este egală cu 0;
- Deoarece lungimea liniei magnetice a fluxului magnetic al câmpului magnetic a ambilor magneți este mult mai mare decât diferența de aer # 948; credem asta
2.1. Selectarea și calculul dimensiunilor PM.
Calculul începe cu selectarea materialelor ambilor magneți. Materialul este selectat în funcție de caracteristicile demagnetizării magneților (demagnetizarea din spate - figura 3).
În această lucrare, alegerea se face în conformitate cu varianta dată, Tabelul 1.
Pentru ca condiția (1) să fie îndeplinită, unul dintre magneți trebuie tăiat. Feritele magnetice-tari sunt fragile și nu se pretează la prelucrare, numai magnetul 2 poate fi prelucrat prin tăiere. Prin urmare, alegerea dimensiunilor globale începe cu magnetul 1.
Direcția de magnetizare de-a lungul dimensiunii h1.
Calculăm suprafața necesară a magnetului 2 din starea (1) și ținând seama de (3) pe care le avem
Valoarea B r1 și B r2 este selectată în conformitate cu manualul "Magneți permanenți", editat de Dr.Sc. prof. Pyatin Yu.M.
În conformitate cu varianta, selectăm dimensiunea de tip a magnetului 2 și se calculează suprafața dimensiunii standard S2 '(aria magnetului standard 2):
În această lucrare, dimensiunile globale ale magneților sunt alese astfel încât S2 '≥ S2, iar pentru magnetul 2 este suficient un singur magnet furnizat în serie;
În condiții de producție, pe baza specificației pentru condițiile de dezvoltare și livrare a magneților seriali, este posibil să se obțină S2 ' Calculați dimensiunile necesare ale magnetului 2. Pentru aceasta, determinați cantitatea cu care doriți să tăiați una sau două dimensiuni care definesc zona S2 '. De exemplu, pentru o magnetizare de-a lungul dimensiunii h, zona S2 '= c2 × b2 poate fi redusă prin scăderea dimensiunii b2 sau c2. În primul caz, obținem (figura 5), în al doilea. Fluxul magnetic al bobinei de inversare a magnetizării este închis prin magnetul 1 (11cp), prin stalpii reținute din oțel și polul magnetic (l2cp). Pentru a simplifica calculul, presupunem că l1cp = l2cp = lcp; j este densitatea curentului; Spr este zona secțiunii transversale a firului. Diametrul firului este selectat în funcție de versiune. Durata curentului de remagnetizare este determinată de durata procesului de inversare tranzitorie, care nu depășește 3 secunde. Densitatea de curent admisă pentru un singur impuls de 3 secunde este de 6 ÷ 8 ori (de 7 ori în medie) mai mare decât densitatea DC. Pentru un fir de cupru, densitatea DC permisă se situează în intervalul 2,3 ÷ 3,5 A / mm 2 (în medie 3,0 A / mm 2). Apoi, densitatea unui singur impuls de curent este egală cu: Determinăm valoarea curentului J din (6). Zona de fereastră a înfășurării este Lungimea liniei medii de forță a câmpului magnetic este: unde: P este perimetrul dreptunghiului cu laturile m și f. Pentru f = m, suprafața dreptunghiului și, în consecință, zona ferestrei de înfășurare vor avea valoarea maximă (figura 7). Prin urmare, luăm f = m. atunci: Înlocuind (2) și (7) în (5) obținem: Pentru ca înfășurarea să se încadreze în fereastra de înfășurare, Dimensiunea a (lățimea polului circuitului magnetic) este determinată de fluxul maxim al câmpului magnetic. unde Sn este secțiunea transversală a polului circuitului magnetic. Linia magnetică este fabricată din oțel electric, inducția în circuitul magnetic (Bst) nu depășește 1,5 T. Practic, inducția oțelului este aleasă în limitele (1.1 - 1.5) T, în funcție de gradul de oțel. 2.3. Calculul dimensiunilor geometrice ale circuitului magnetic. Dimensiunea d este determinată de dimensiunile globale ale magneților. Dacă nici una dintre dimensiunile c2 sau c2 ale magnetului 2 nu este egală cu dimensiunea d (Figura 7), atunci magnetul 2 este tăiat de ambele părți astfel încât c2 sau c2 să fie egale cu d. Dacă dimensiunile magneților 1 și 2 de-a lungul lățimii UMP (în mărime d) nu sunt egale una cu cealaltă, circuitul magnetic va avea o configurație complexă, prin urmare, eficiența UPM este redusă drastic. În caz contrar, TPM va avea o configurație pas cu pas, ceea ce va duce la o creștere nerezonabilă a fluxurilor magnetice de împrăștiere. 2.4. Calcularea forței de confiscare a foii de oțel. Rezistența interacțiunii dintre miezul magnetic și oțel este creată de fluxurile magnetice ale ambilor magneți și este determinată de formula: unde: W este energia câmpului magnetic din spațiu; d este dimensiunea spațiului de aer. Punctul de funcționare al circuitului magnetic UPM se află pe returul magnetic direct, astfel încât circuitul magnetic va fi în acest caz liniar. Aceasta poate fi reprezentată ca o sursă (cu forța magnetomotivă și rezistența magnetică internă) care acționează pe sarcină sub forma a două rezistențe conectate paralel: rezistența magnetică a spațiului de lucru r1 și rezistența magnetică a căilor de împrăștiere r2. Prin urmare, pentru fluxul unui magnet obținem expresia: unde lM este lungimea magnetului. În mod similar, pentru energia câmpului magnetic, obținem expresia: Variații mici în lungimea spațiului de aer nu afectează valorile rv. R2. Prin urmare, putem presupune că r1 = f (d). Rezistența magnetică a spațiului este: Apoi puteți obține următoarea expresie: iar formula pentru calcularea forței va fi: Deoarece punctul de operare se află într-o retur magnetic direct, rezistența internă a magnetului va fi: unde FBH este partea din forța magnetomotivă care se află în interiorul magnetului; SM este aria secțiunii transversale a magnetului; BM - inducție de magnetizare; НВН - intensitatea câmpului din interiorul magnetului. Așa cum se poate vedea din figura 8 unde: - rigiditatea magnetică a materialului supercritic fictiv. Pentru a calcula rezistența magnetică a căilor de împrăștiere r2, se pot folosi diferite formule, dar, în acest caz, diferența de aer nu este mare, se poate folosi cea mai simplă formulă de Roters: Apoi formula pentru determinarea forței după înlocuire are forma: După transformări, obținem formula: Deoarece forța de captură va fi creată de doi magneți, forma finală a formulei devine: unde m0 = 4 × p × 10 -7 este constanta magnetica; BR1. Br2 - inducția reziduală a primului și a celui de-al doilea magnet selectat prin referință; Sn1, Sn2 - secțiunea transversală a polilor circuitului magnetic în magneții 1 și 2 (fig.9), dimensiunile Sn1 și Sn2 sunt determinate de dimensiunea d și de înălțimea magneților. Pentru un magnet având o dimensiune egală cu lățimea dispozitivului, aria secțiunii transversale și suprafața polului circuitului magnetic sunt egale. Raportul lor în formula (10) va fi egal cu 1 (în figura aceasta este magnetul 2). - rigiditatea magnetică a magnetului 1, - rigiditatea magnetică a magnetului 2. Punctele de operare ale ambilor magneți se află pe caracteristica de demagnetizare, deci B01 = Br1. B02 = Br2. H01 = Hc. Valoarea H02 (forța coercitivă a materialului supercritic fictiv pentru magnetul 2) este determinată grafic. Pentru materialul dat al magnetului 2 din directorul "Magneți permanenți" există un grafic al curbei de demagnetizare B = f (H). În punctul B = Br, linia tangentă este trasă la intersecția cu axa absciselor (figura 9). Punctul de intersecție al tangentei cu axa abscisei determină valoarea lui H02. d - decalajul de aer între polii circuitului magnetic și oțelul reținut este determinat de puritatea procesării polilor circuitului magnetic și a suprafeței oțelului. d = AM + AST. unde AM și Ast sunt înălțimea medie a rugozității polilor firului mag și a oțelului. Valoarea AM poate fi neglijată, deoarece poli de miez magnetic sunt măcinate cu un grad ridicat de puritate de procesare. d = AST. Valoarea lui Ast este selectată în funcție de varianta dată. 3. Înregistrarea calculului Nota explicativă trebuie să conțină următoarele secțiuni: Datele inițiale trebuie să fie prezentate în tabel: Caracteristica magnetică și dimensiunile magnetice (de exemplu 25 BA 150 Br = 0,38T, Hc = 145 kA / m, s1 = 68mm, b1 = 40mm, h1 = 16mm) Caracteristica magnetică și dimensiunile magnetice (de exemplu, UND4 Br = 0,5T, Hc = 40 kA / m, s2 = 43,5mm, b2 = 47mm, h2 = 11mm) Datele sârmei de înfășurare (diametrul firului, diametrul maxim al firului, raportul de așezare) (de exemplu: Æ 1,0; Æmax = 1,09, raport de stabilire 0,33) Valoarea diferenței de aer
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: