Расчет постоянных магнитов.

Расчет постоянных магнитов (ПМ) сводится к определению создаваемого им магнитного потока. Зная магнитный поток и геометрические размеры ПМ можно найти магнитную индукцию поля ПМ.

Удельная электромагнитная сила:

Рассмотрим кольцевой ПМ.

Запитаем обмотку, по ней потечет ток, он в свою очередь создаст магнитный поток, который замкнется по сердечнику. Снимаем петлю гистерезиса.

Затем размыкаем обмотку => i=0 => H=0. На гистерезисной петле это соответствует точке а. Индукция B_r в точке а – остаточная индукция. Она не равна нулю, т.к. домены и их магнитные поля расположены не хаотично, поэтому не компенсируют друг друга. Магнитный поток для этого случая: . Из-за остаточной проводимости B_r­ сердечник обладает магнитными свойствами, при отсутствии тока. Чтобы размагнитить такой сердечник нужно обмотку запитать током противоположного направления. Ток создаст магнитное поле направленное навстречу полю остаточной индукции, таким образом результирующее поле будет равно нулю. Участок а-в – кривая размагничивания.

В этом случае внутри сердечника, когда обмотка разомкнута ток равен нулю, напряженность согласно закону полного тока равна нулю.

Теперь рассчитаем магнитный поток для тороидального ПМ имеющего воздушный зазор.

Намагнитим сердечник с помощью обмотки, индукция магнитного поля будет равна остаточной индукции. В отличие от сплошного сердечника H_Fe в сердечнике не равна нулю. Для случая сплошного сердечника его симметрия приводит к тому что H_Fe = 0, если сделать зазор, картина станет несимметричной, на концах сердечника начнут скапливаться микротоки (токи доменов) и концы получают полярность. Так как линии Н направленны от + к -, то в сердечнике Н от + к -, в воздушном зазоре тоже от + к -. По закону полного тока

[ Предположим, что , т.е. потоки выпучивания и рассеивания равны нулю и магнитный поток Ф на всех участках постоянен, поэтому магнитная цепь ПМ может быть представлена двумя последовательно соединенными участками сердечника и воздушного зазора. ] Тогда:

B_δ – неизвестна, известна индукция ферромагнетика, равная остаточной индукции, но учитывая […], считаем, что B_Fe=B_δ .

На практике – коэффициент размагничивания показывает во сколько раз уменьшается H_Fe при появлении зазора. Знак минус (*) обосновывает факт уменьшения Н из-за зазора. Если в сплошном сердечнике B=B_r, , то при наличии зазора

Это понижение обусловлено появлением зазора, у которого R_М (воздуха) больше чем у ферромагнетика, чтобы его преодолеть нужно потратить часть энергии магнитного поля. Найдем магнитный поток для этого случая, причем он должен удовлетворять и сердечнику и воздушному зазору. Решим эту задачу графическим методом. Для этого построим зависимости магнитного потока от МДС Ф=f(F) для этих участков.

Учтем, что сердечник работает по кривой размагничивания (а-в). Превратим (а-в) в функцию Ф как функцию от МДС ферромагнитного сердечника. Умножим ординаты точек кривой а-в на S ферромагнитного сердечника. По точкам строим график . Затем строим зависимость для воздушного зазора.

Зазор – линейный элемент.

Используем магнитный закон Ома.