Способ определения постоянного магнитного потока в воздушном зазоре магнитной системы

 

Изобретение относится к измерениям магнитных величин и может найти применение при разработке магнитных систем с постоянными магнитными потоками. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения постоянного магнитного потока в зазоре произвольной величины. По способу в магнитной системе создают поочередно зазоры длиной И и 12, в которые помещение датчика является возможным и которым соответствуют магнитные сопротивления Ci и С2, в них измеряют значения магнитных потоков соответственно Ф и Ф2, по ним определяют параметры схемы замещения магнитной системы - величину фиктивной намагничивающей силы, величину внутреннего магнитного сопротивления и величину магнитного сопротивления рассеяния из приведенных уравнений, задаваясь величиной одного из них, а величину магнитного потока Ф в зазоре длиной I с магнитным сопротивлением С определяют по формуле (АВ +АС + ВС). 1 табл.. 2 ил. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕ 1+МЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4495213/21 (22) 17.10.88 (46) 07.01.92. Бюл. к 1 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им, М,И. Арсеничева (72) М.И. Козлов и В.Л. Гершенкрой (53) 621,317.44 (088,8) (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 измерениям магнитных величин и может найти применение при разработке магнитных систем с постоянными магнитными потоками. Целью изобретения 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 пластины и 2. магнит 3, размещенный между ними, а также ферромагнитное тело-груз 4. Между грузом 4 и пластинами 1 и 2 магнитопровода существует малый воздушный зазор величиной (длиной) I.

„„5U, 1704115 А1 ния постоянного магнитного потока в зазоре произвольной величины, По способу в магнитной системе создают поочередно зазоры длиной I> и Ip, в которые помещение датчика является возможным и которым соответствуют магнитные сопротивления С> и

Cg. в них измеряют значения магнитных потоков соответственно Ф! и 42, 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 длиной I с 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 сиI стемы вообще и как схема замещения магнитной системы захвата по фиг. 1 в частности. Она содержит фиктивную намаг- () ничивающую силу F, внутреннее магнитное 1 сопротивление А, магнитное сопротивление рассеяния В и сопротивление нагрузки С (сопротивление воздушного зазора). Магнитные потоки схемы делятся на поток неразветвленной части цепи Х. поток рассеяния У и поток через нагрузку Ф.

Из схемы замещения по закону Ома... а

Х = F(B + С)/(АВ + AC + В С). (1)

Поток в воздушном зазоре

Ф= FB/(АВ + АС+ BC), (2) откуда

ФА (B+C)+ ФВС=РВ. (3)

Это уравнение является нелинейным алгебраическим уравнением, общего реше1704115 нич которого не сущестауе Р о сзначает, что для конкретного воздушного зазора длиной1c магнитным потоком Ф и магнитным сопротивлением С сущестеуе бесчисленное множество разных соотношений между А, В и F. При этом, если одна из этих величин будет извес-,на. то две другие могубыть определены однозначно. Если предположить, что в двух воздушных зазорах длиной 11 и 1з измерены значения магнитных потоков соответственно Ф1 и 42 и рассчитаны магнитные сопротивления воздушных зазоров соответственно С1 и Cg, то система уравнений, записанная для этого случая, будет выглядеть следующим образом:

Ф А(В+С1)+ @ABC>-FB, 42 А(В+С )+ 4? 8Cz=FB, (4) где одной иэ величин А, В и F 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.з, (5) где S — площадь зазора или Одного полюса магнитной системы; 4 — магнитная постоянная.

Если произвольно задавать величину F, то из системы (4) (6)  — %C1 (С1 — С2

Далее по конкретным значениям F, А и

В можно определить значение магнитного потока в воздушном зазоре любой длины по формуле (2).

Последовательность oneðýöèé по измерению постоян Ого вс ремень магнитного потока е магн, -.ной системе с воздушнь „ зазором заключаетея в следующем.

Б любой м:.ã г-.ной системе создают поочередно воздушные зазоры длиной 1; и

1г, в которые помещение да чика якляется возможным и которым соответствуют маг и-,-.t54E сопpоiиален1я С1 и Ср, е нн нз.. ердеют значения магнитных пстоков ,".Ответственно Ф, н Ф пе н о" педеля от

nvpar етры схе ь замещено -..нитной системы — велич:..-,у фигл.г:-:":-= эмагничняающей силы F, г ег ичину е; yòреннего маг ттного сопротивления А и величину . -к .многое сс,"р"тявлен p„-eeåÿt.êÿ В из

У,.Fit et- гй i,-". . адаваяс ь:л .1чиной Одного н=" Hvx, г величину магнитно;О потока в зазоре длиной i с магнитным ссп,ротивлением

C Определяют по формуле (2).

55 ному значению магнитной индукции

0,743721 Тл против измеренного значения

0,75 Тл. В процентном отношении несовпадение 0,8447ь.

Следует Отметать, что точность вычислений в большей степени зависит от точности измерения исходных дан "ых. Поэтому для поьышения точчости вычислений желательно иметь приборы с высокой разрешающей способностью,. позволяющие вести отсчет 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 формулы можно подставлять измеренные значения в разных сочетаниях.

Например, кроме использованного для расчетов сочетания 0,62 и 0,78 Тл можно испольэовать два возможных других 0,78 и

Практически способ опробован при измерении магнитного потока на простой модег.и магнитного захвата (фиг. 1), в которой пластины 1 и 2 имеют размори 120х80х10 мм, 5 магнитная плитка 3 — из феррита бария размером 120х80х16 мм, В качестве груза 4 используют ферромагнитную пластину толщиной 16 мм.

В модели захвата теслаэмперметром

10 измерены значения магнитной индукции в трех воздушных зазорах длиной 11- 1 мм, 4 - 1,1 мм и 13 - 1,2 мм для случая, когда к пластине-грузу 4 обращены большие торцы пласти г магнитопровода. Измеренные энэ15 чения индукции равны соответственно 0.82;

0,78 и 0,75 Тл. Умножая эти значения нэ площадь одного полюса 1,2 х 1О и, получим 9,84x10,9,36х10 и9,00x10 Вбсоответственно.

20 Два первых значения потоков использованы в качестве исходных для проведения расчетов, а третье значение предназначено для проверки.

В таблице представлены расчетныс зна25 чения для А, В, магнитного потока W s воздушном зазоре длиной 1э с индукцией в зазоре Вз, полученные при разных значениях F, заданных произвольно.

Как следует из таблицы, с увеличением

30 F величины Аи В по абсолютному значению растут, причем сопротивление рассеяния В имеет отрицательное значение, но при любых F величина магнитного потока в зазоре длиной 1,2 мм остается постоянной и рав35 ной 5,265xl0 Вб что при площади одного

4 полюса S = 12х10 м соответствует расчет4 2

1704115

0,75 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 изобретения

Способ определения постоянного магнитного потока в воздушном зазоре магнитной системы. включающий измерение постоянного магнитного потока в зазоре магнитной системы, о T h и ч а ю шийся тем. что, с целью расширения функциональных

5 возможностей, устанавливают в магнитной системе воздушные зазоры двух различных величин и в Каждом иэ них измеряют величину поСтоянного магнитного потока, а величину искомого постоянного магнитного

10 потока определяют иэ соотношения

F.В ф -а т+ т:гсз-с где Ф- величина искомого магнитного по15 тока в воздушном зазоре, длиной 1:, F, А,  — величины намагничивающей силы, внутреннего магнитного сопротивления магнитной системы и магнитного сопротивления рассеяния, определяемые путем

20 задания одной иэ следующих величин из уравнений:

Ф1 A. (В+С1)+ Ф В С1-FB;

25 + А. (B+ Сг)+ Ф2 В C2 = FB, где Ф,42 — измеренные постоянные магнитные потоки в установленных воздушных зазорах величиной 11 и Iz соответственно:

З0 С1, Ср, С вЂ” магнитные сопротивления зазоров l1, lz и lсоответственно,,причем Ci-2!1/,и.$, - с где S — площадь воздушного зазора магнитной системы;

p — магнитная постоянная.

1704115

F г.2

Составитель С,Шумилишская

Техред М.Моргентэл Корректор Л.Патай

Редактор С,Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 61 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5