Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
МА МГ МЕ МИ МН МО МЫ МЯ

Магнитная проницаемость - материал - сердечник

 
Магнитная проницаемость материала сердечника в значительней степени зависит от условий работы трансформатора. С увеличением индукции переменного магнитного поля проницаемость материала начинает увеличиваться.
Магнитоупругнй датчик. Изменение магнитной проницаемости материала сердечника сказывается в изменении индуктивности или взаимной индуктивности обмоток датчика.
Обозначим магнитную проницаемость материала сердечника через ц с и магнитную проницаемость воздуха через цв.
Обозначим магнитную проницаемость материала сердечника через fic и магнитную проницаемость воздуха через ( гв.
Найти магнитную проницаемость материала сердечника при таких условиях, когда магнитный поток, пронизывающий площадь поперечного сечения соленоида, равен 1 4 - 10 - 3 вб. Найти, какой силе тока, текущего через соленоид, соответствует этот магнитный поток, если известно, что индуктивность соленоида при этих условиях равна 0 44 гн.
Найти магнитную проницаемость материала сердечника при таких условиях, когда магнитный поток, пронизывающий пло-щадь поперечного сечения соленоида, равен 1 4 - 10 - 3 вб. Найти, какой силе тока, текущего через соленоид, соответствует этот магнитный поток, если известно, что индуктивность соленоида при этих условиях равна 0 44 гн.
Схема магнитного усилителя ( а и характеристика его магнитного состояния при подмагничи-вании ( б. Фу) магнитная проницаемость материала сердечника ц уменьшается, что в итоге приводит к увеличению тока через нагрузку, а следовательно, и к возрастанию мощности, выделяемой в нагрузке.
Она значительно снижает магнитную проницаемость материала сердечника, вследствие чего для получения необходимой индуктивности число витков придется настолько увеличить, что они смогут не поместиться в окне сердечника.
Величина цс зависит от магнитной проницаемости материала сердечника Л0, формы и размеров сердечника и катушки, соотношения между их размерами, частоты. Чем больше магнитная проницаемость материала сердечника, чем ниже частота и чем ближе к виткам катушки расположен сердечник, тем выше значение цс.
Значение / 0 будет тем меньше, чем выше магнитная проницаемость материала сердечника и чем меньше в нем потери на гистерезис и вихревые токи. Ток / также будет уменьшаться с сокращением длины магнитопровода и увеличением его сечения, так как при этом уменьшается магнитное сопротивление сердечника, и для создания того же магнитного потока потребуется меньшая намагничивающая сила.
Значение / 0 будет тем меньше, чем выше магнитная проницаемость материала сердечника и чем меньше в нем потери на гистерезис и вихревые токи. Ток / 0 также будет уменьшаться с сокращением длины магнитопровода и увеличением его сечения, так как при этом уменьшается магнитное сопротивление сердечника.
Индуктивность катушки, как известно, зависит от магнитной проницаемости материалов сердечника [ см. формулу (3.10) ], которая у некоторых ферромагнитных материалов меняется при упругих деформациях. На этом основано действие магнитоупру-гих индуктивных преобразователей, которые применяют для измерения больших усилий.
В, которая на постоянном токе обусловлена в основном непостоянством магнитной проницаемости материала сердечника и его зависимости от индукции.

Однако при значительной амплитуде сигнала на обмотках трансформатора вследствие изменения магнитной проницаемости материала сердечника частотная и фазовая характеристики схемы в области нижних частот сильно изменяются при изменении амплитуды сигнала. Это явление имеет место и в трансформаторной схеме, но в реостат-но-траасформаторяой эти изменения больше, особенно при наличии подъема частотной характеристики на нижних частотах. Для предотвращения изменения характеристик при змвнении амплитуды сигнала реостат-но-трансформаторяый каскад целесообразно ставить в начале усилителя, где амплитуда сигнала невелика и индукция в сердечнике при максимальном сигнале ие превосходит значений, соответствующих начальной магнитной проницаемости материала сердечника ( Л24, стр.
Таким образом, индуктивность катушки прямо пропорциональна квадрату числа ее витков, магнитной проницаемости материала сердечника катушки, площади сечения ее каркаса и обратно пропорциональна длине катушки.
Амплитудно-частотная характеристика селективного кабелеискателя. Еа-ЭДС, наводимая в рамке при воздействии магнитного поля напряженностью На ц - магнитная проницаемость материала сердечника; S - его сечение; w - число витков рамки.
При отсутствии подмагнйчивания сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току максимально, так как магнитная проницаемость материала сердечника велика. При подмагничивании в каждую половину периода попеременно насыщается один из крайних стержней и соответствующие участки ярма магнитопровода. Сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току уменьшается и ток в цепи нагрузки увеличивается.
При отсутствии подмагничивания сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току максимально, так как магнитная проницаемость материала сердечника велика.
Магнитный усилитель с внутренней положительной обратной связью по току нагрузки. При отсутствии подмагни-чивания сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току максимально, так как магнитная проницаемость материала сердечника велика. При подмагничивании в каждую половину периода попеременно насыщается один из крайних стержней и соответствующие участки ярма маг-нитопровода. Сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току уменьшается, и ток в цепи нагрузки увеличивается.
Схема ( а и характеристика ( б простейшего магнитного усилителя. При отсутствии подмагничивания сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току максимально, так как магнитная проницаемость материала сердечника велика. При подмагничивании в каждую половину периода попеременно насыщаются один из крайних стержней и соответствующие участки ярма магнитопровода. Сопротивление обмоток магнитного усилителя переменному току уменьшается, и ток в цепи нагрузки увеличивается.
Схема индуктивного преобразователя с переменной длиной воздушного зазора. Индуктивность катушки с сердечником зависит от магнитного сопротивления магнитопровода, которое может изменяться как вследствие изменения магнитной проницаемости материала сердечника ( магнитострикционные преобразователи), так и при изменении геометрических размеров магнитопровода.
Таким образом, в правильно сконструированных дросселях основным фактором, определяющим стабильность индуктивности дросселя, является изменение магнитной проницаемости материала сердечника цс при изменении индукции В ( изменении приложенного к дросселю напряжения) и температуры.
Величина индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником определяется числом витков катушки, геометрическими размерами катушки и сердечника, а также магнитной проницаемостью материала сердечника. Из перечисленных параметров изменяется лишь магнитная проницаемость.
Кольцевая магнитная головка.
В общем случае зависимости тока в обмотке и магнитного потока в сердечнике во времени различные, что обусловлено комплексным характером магнитной проницаемости материала сердечника. Однако для условий, когда влияние мнимой составляющей магнитной проницаемости пренебрежимо мало, можно принять, что эти зависимости практически совпадают.
Представим обмотку индуктора распределенной по бесконечно тонкому слою на поверхности сердечника. Магнитную проницаемость материала сердечника по сравнению с магнитной проницаемостью воздуха принимаем бесконечно большой.
Величина цс зависит от магнитной проницаемости материала сердечника Л0, формы и размеров сердечника и катушки, соотношения между их размерами, частоты. Чем больше магнитная проницаемость материала сердечника, чем ниже частота и чем ближе к виткам катушки расположен сердечник, тем выше значение цс.
Тороид с сосредоточенной обмоткой ( а и. Если обмотка неравномерно распределена по торои-ду, некоторый магнитный поток будет замыкаться по воздуху вокруг обмотки. Однако, если магнитная проницаемость материала сердечника достаточно высокая, поток в воздухе будет пренебрежимо мал по сравнению с потоком в сердечнике и последний практически не изменится. Тороид с неравномерно распределенной обмоткой в этом случае может быть заменен тороидом с концентрированной обмоткой, результат решения задачи при этом останется прежним.
Характеристика датчика при различных температурах и напряжениях. Температурная погрешность магнитоупругих преобразователей значительна. Она возникает вследствие зависимости магнитной проницаемости материала сердечника и его геометрических размеров от температуры. Преобразователи, выполненные из мягкой стали ( Армко), имеют температурную погрешность, достигающую 1 5 % на каждые 10 С в диапазоне 20 - 80 С.
Характеристика датчика при различных температурах и напряжениях. Температурная погрешность магнитоупругих преобразователей значительна. Она возникает вследствие зависимости магнитной проницаемости материала сердечника п его геометрических размеров от температуры. Преобразователи, выполненные из мягкой стали ( Армко), имеют температурную погрешность, достигающую 1 596 на каждые 10е С в диапазоне 20 - 80е С.
Семейство кривых зависимости потерь от магнитной индукции для сердечников из обычной трансформаторной стали. Материалы для сердечников трансформаторов обычно относят к магнитно-мягким, потому что они обладают малой величиной остаточной индукции. Для получения минимального тока холостого хода магнитная проницаемость материала сердечника должна быть высокой при рабочем значении магнитной индукции.
Когда магнитный усилитель работает в зоне насыщения материала сердечника ( магнитная проницаемость мала), индуктивное сопротивление обмоток усилителя мало и по цепи протекает ток, ограниченный лишь сопротивлением внешней нагрузки. Когда же магнитный усилитель работает в зоне до насыщения, магнитная проницаемость материала сердечника велика и индуктивное сопротивление силовых обмоток дросселя становится значительно выше сопротивления внешней нагрузки. Возросшее сопротивление обмоток усилителя снижает величину тока в цепи.
К вопросу об определении потерь энергии в ферромагнитном сердечнике. На рис. 24.17, б показаны динамические кривые намагничивания сплава железо - никель при различных частотах тока. Вихревые токи увеличиваются с ростом частоты перемагничивания, удельной проводимости и магнитной проницаемости материала сердечника, при этом динамическая петля расширяется.
К вопросу об определении потерь энергии в ферромагнитном сердечнике.
На рис. 14.17, б показаны динамические кривые намагничивания сплава железо - никель марки 5ОНП при различных частотах тока. Вихревые токи увеличиваются с ростом частоты перемагничивания, удельной проводимости и магнитной проницаемости материала сердечника, при этом динамическая петля расширяется.
Во всех рассмотренных схемах для получения подъема на частотной характеристике используется явление резонанса. Если амплитуды сигналов на первичной обмотке трансформатора или дросселя будут велики, то магнитная проницаемость материала сердечника окажется непостоянной.
В четыре отверстия в теле датчика укладываются обмотки, расположенные строго под уголом в 90 друг к другу - К одной из обмоток подводится напряжение переменного тока, ко второй обмотке подключается измерительный прибор. Датчик представляет собой как бы неправильно сконструированный трансформатор, в котором, при условии одинаковой магнитной проницаемости материала сердечника во всех направлениях, во вторичной обмотке напряжение будет равно нулю. С другой стороны магнитные сопротивления участков магнитопровода, расположенных между отверстиями в теле датчика, образуют собой магнитный мост. Этот магнитный мост и является одной из причин высоких качеств магнитоанизотропвых датчиков.
При подмагничивании сердечника постоянным током магнитный поток в сердечнике выражается суммой из двух слагаемых Ф Ф0 4 - ф т sin о) /, где Ф01 - постоянная часть потока, обусловленная намагничивающей силой ioA / o дополнительной обмотки. В этом случае рабочая точка перемещается в область магнитного насыщения ( участок 2 - 3), магнитная проницаемость материала сердечника значительно уменьшается и соответственно уменьшается индуктивное сопротивление основной обмотки. При неизменном значении приложенного напряжения ток в основной обмотке значительно увеличивается ( ср.
Размеры сердечника трансформатора низкой частоты, как было показано, зависят от постоянной времени его обмоток и магнитной проницаемости материала сердечника. Из формулы (5.46) следует, что расчет размеров трансформатора - задача не однозначная. В том и другом случаях на сердечнике можно будет разместить обмотку с заданными значениями L и г. Разница заключается лишь в том, что в первом случае ( s0 велико, sc мало) для изготовления трансформатора потребуется большое количество обмоточного провода и малое количество стали.
Поскольку обмотка стержня 1 представлена в виде бесконечно тонкого слоя с постоянной линейной плотностью тока, то скалярный магнитный потенциал изменяется вдоль линии CD по линейному закону, причем разность потенциалов между точками С и D равна iW 100 А. Потенциал в точке D задаем равным нулю. Так как магнитная проницаемость материала сердечника принята бесконечно большой, то скалярный потенциал на линии DEFG сохраняется постоянным и равным нулю.
Характеристики магнитоанизотропного датчика при различных токах намагничивания. Магнитоанизотропный датчик выполнен из стали, обладающей положительным коэффициентом магнитострикции. В четыре отверстия в теле датчика укладываются обмотки, расположенные строго под углом 90 друг к другу. Датчик представляет собой как бы неправильно сконструированный трансформатор, в котором при условии одинаковой магнитной проницаемости материала сердечника so всех направлениях во вторичной обмотке напряжение будет равно нулю. С другой стороны магнитные сопротивления участков магнитопровода, расположенных между отверстиями в теле датчика, образуют собой магнитный мост.
В некоторых типах трансформаторов тока увеличение точности измерения в диапазоне первичных токов до 100 - 120 % номинального достигается при помощи различных искусственных методов компенсации погрешностей. Сущность этих методов компенсации заключается в улучшении магнитных свойств материала сердечника путем подмагничива-ния его тем или иным способом, зависящим от метода компенсации. Сердечник подмагничи-вается с таким расчетом, чтобы рабочая индукция его могла быть доведена до значения, соответствующего области наибольшей магнитной проницаемости материала сердечника.
Диоды Д1 - Д4 пропускают напряжение схемы только в рабочий полупериод, который у обоих сердечников в отличие от дифференциальной схемы протекает одновременно. В управляющий полупериод напряжение схемы, выполняющее в данном случае роль опорного, через открытые диоды Дсм и ДСМ2 прикладывается к обмоткам смещения и размагничивает оба сердечника. В этом случае на участке 0 - л / 2 мост уравновешен при относительно большом значении индуктивных сопротивлений всех четырех полуобмоток, которые определяются магнитной проницаемостью материала сердечников на вертикальных участках петли. На участке л / 2-я мост продолжает оставаться уравновешенным, но при близких к нулю индуктивных сопротивлениях всех четырех плеч. В результате в течение всего рабочего полупериода ток в нагрузке не протекает.
Рассмотрим теперь основные принципы, на которых зиждется радиочастотный способ неразрушающего считывания. В основе этого способа лежит использование явления возникновения в нелинейной системе комбинационных частот при одновременном возбуждении ее двумя различными частотами. В качестве такой нелинейной системы используется магнитный сердечник, работающий в области перегиба характеристики Ф f ( /), где Ф - магнитный поток в сердечнике, at - ток возбуждения в обмотке. Нелинейность этой функции объясняется непостоянством магнитной проницаемости материала сердечника, и это свойство используется для радиочастотного считывания.
Как видно из анализа формулы (6.11) и графика, зависимость If ( x) имеет нелинейный характер. Однако на графике можно выделить участок АБ, на котором соблюдается прямая пропорциональность между входным и выходным сигналами. Этот участок называется рабочим, датчик используется именно в диапазоне входных сигналов от ХА до КБ. Следовательно, датчик всегда имеет некоторый воздушный зазор, не меньший ХА - В большинстве конструкций индуктивных датчиков магнитопровод ненасыщен и магнитная проницаемость материала сердечника весьма велика.
При больших скоростях нарастания магнитной индукции, имеющих место в импульсных трансформаторах, основным видом потерь в магнитном материале сердечника являются потери на вихревые токи. Так как любой контур, по которому замыкаются вихревые токи в пластине или ленте сердечника, содержит некоторую индуктивность, процесс нарастания вихревых токов в момент, начала импульса происходит не мгновенно, а с постоянной времени, определяемой отношением индуктивности контура к его активному сопротивлению. Размагничивающее действие вихревых токов вызывает увеличение тока первичной Обмотки. В результате, если постоянная времени нарастания вихревых токов значительно превышает время нарастания переднего фронта импульса, спад вершины растет, что учитывается уменьшением расчетного значения магнитной проницаемости материала сердечника при конструктивном расчете трансформатора [ Л7, стр.
Как видно из анализа формулы (6.11) и графика, зависимость / / () имеет нелинейный характер. Однако на графике можно выделить участок АБ, на котором соблюдается прямая пропорциональность между входным и выходным сигналами. Этот участок называется рабочим, датчик используется именно в диапазоне входных сигналов от ХА до ХБ. Следовательно, датчик всегда имеет некоторый воздушный зазор, не меньший ХА. В большинстве конструкций индуктивных датчиков магнитопровод ненасыщен и магнитная проницаемость материала сердечника весьма велика.
При больших скоростях нарастания магнитной индукции, имеющих место в импульсных трансформаторах, основным видом потерь в магнитном материале сердечника являются потери на вихревые токи. Так как любой контур, по которому замыкаются вихревые токи в пластине или ленте сердечника, содержит некоторую индуктивность, процесс нарастания вихревых токов в момент начала импульса происходит не мгновенно, а с постоянной времени, определяемой отношением индуктивности контура к его активному сопротивлению. Размагничивающее действие вихревых токов вызывает увеличение тока первичной обмотки. В результате, если постоянная времени нарастания вихревых токов значительно превышает время нарастания переднего фронта импульса, спад вершины увеличивается из-за влияния вихревых токов. Дополнительный спад может быть учтен соответствующим уменьшением расчетного значения магнитной проницаемости материала сердечника при конструктивном расчете трансформатора [ Л7, стр.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11