Способ концентрации магнитного потока в каком-либо месте поперечного сечения магнитопровода из ферромагнитного материала

 

Способ концентрации магнитного потока в каком-либо месте поперечного сечения магнитопровода из ферромагнитного материала . Изобретение относится к области электротехники -точнее к способам воздействия магнитным полем на ферромагнитные объекты. Суть предложения: к основаниям тороидального магнитопровода прикладывают постоянные магниты так, чтобы угол между линией, соединяющей середины постоянных магнитов, и средней линией магнитопровода составлял 20-89°. 4 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

col è. лис Гических

РЕСПУБПИК (l9) (II) 1786520 А1

IsI)s H 01 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814980/07 (22) 14,03.90 (46) 07.01.93. Бюл, М 1 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро при заводе "Горизонт" (72) Г.П.Сергеев, Ж,Г.Беляев и Б.Е,Яснов (56) Заявка ФРГ %3414056, кл, Н 01 F3/04, 1984.

Заявка ФРГ N 3604028, кл, H 01 F

29/10, 1987.

Заявка Великобритании Ь 2102212, кл, Н 01 F 27/24, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 100399, кл. Н 01 F 27/24, 1953. (54) СПОСОБ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНИТНОГО ПОТОКА В КАКОМ-ЛИБО МЕСТЕ ПОИзобретение отног ится к области электротехники, в частности к способу формирования свойств тороидальных магнитопроводов, Изобретение может быть использовано для изготовления дросселей . и других электротехнических устройств с регулируемым значением магнитной проницаемости.

В электротехнике для получения более низкого значения магнитной проницаемости; необходимого для нормальной работы дросселя,в сердечник (магнитопровод) вво-. дят воздушный зазор, Изменением длины воздушного зазора магнитная проницаемость может изменяться в широких пределах, Известен способ регулирования воздушного зазора в .:иловых индукционных преобразователях введением магнитопроводящего материала в виде пластин, порошка или зерен.

ПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ МАГНИТОПРОВО

ДА ИЗ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА (57) Способ концентрации магнитного потока в каком-либо месте поперечного сечения магнитопровода из феоромагнитного материала, Изобретение относится к области электротехники — точнее к способам воздействия магнитным полем на ферромагнитные объекты. Суть предложения: к основаниям тороидального магнитопровода прикладывают постоянные магниты так, чтобы угол между линией, соединяющей середины постоянных магнитов, и средней линией магнитопровода составлял 20-890. 4 ил.

Оа

Недостатками вышеуказанных способов являются:

1) большая техническая трудность со- а здания зазоров необходимой длины в тороидальных магнитопроводах: QQ .

2) невозможность у изготовленных маг- «р нитопроводов производить регулирование у магнитной проницаемости пусть даже в нешироких пределах.

Также известен способ выделения импульсов тока одной какой-либо полярности, использующий способ магнитного смещения, создаваемого постоянным магнитом, в соприкасающимся с сердечником (магнитопроводом) и создающим радиальный магнитный поток вблизи одной его поверхйости.

Однако этот способ имеет существенные недостатки, так как недостаточно попно используется регулирующее действие постоянного магнита, соприкасающегося по

1786520 одной поверхности сердечника и создающего магнитный поток вблизи этой поверхности; довольно трудоемкий способ намагничивания постоянного магнита в радиальном направлении; необходимо обеспечить зазор между слоями ленты, еСли ее толщина будет менее 50 мкм, что увеличивает трудоемкость изготовления сердечника (магнитопровода); снижается коэффициент заполнения его магнитомя гким материалом, что приведеТ "к уЪеИиЧению диаметра магнитопровбда и, естествеМКегб веСа.

Наиболее близким техническим решением, позволяющим регулироваТь магнитную проницаемость в более широких пределах, является способ концентрации магнитного потока в требуемом месте поперечного сечения магнитопровода. Величина магнитной проницаемости зависит"от степени намагниченности магнитопровода Мз и остается неизменной при насыщении этого магнитопровода.

Однако известный способ имеет существенные недостатки, так как недостаточно полно для расширения диапазона регулирования магнИтной прОницаемости используют свойства ферромагнитных материалов изменять свою доменную структуру l1 сни-. жать подвижность доменов под воздействием внешних магнитных полей. Здесь использовано только влияние внешнего магнитного потока, действующего под углом 90 к направлению основного магнитного потока, перпендикулярно к плоскости ферромагнитного материала и не использовано влияние магнитных потоков, отличных от указанных в vlsBBGTHot1 способе направлений.

Целью предложенного способа является расширение магнитных воэможностей магнитопровода за счет увеличения диапазона изменений магнитной проницаемости и получения смещения петли магнитного гистерезиса.

Указанная цель достигается тем, что на каком-либо участке тороидальный магнитопровод из ферромагнитного материала подмагничивают при помощи постоянных магнитов под каким-либо углам к его средней линии. Исходя из размеров магнитопроводов для стандартного ряда их типономиналов наиболее целесообразный диапазон углов действия подмагничивающего потока, СЬзданного постоянными магнитами, составляет от 20 до 89О.

Направление подмагничивающего потока совпадает с плоскостью ленты. свитой в магнитопровод. Таким образом, в плоскости ленты при работе магнитопровода действуют два магнитных потока: основной (рабочий) — в направлении длины ленты и поперечный (поток подмагничивания) — в направлении ее ширины под углом к его средней линии, Магнитная проницаемость

/ магнитопровода изменяется не только при изменении величины магнитного потока подмагничивания, но и угла приложения этого, подмагничивающего, магнитного потока по отношению к основному потоку маг10 нитопровода, При этом магнитная проницаемость также изменяется в зависи мости от знака однополярных импульсов То15

ЭО

55 ка, что свидетельствует о наличии магнитного смещения петли гистерезиса магнитопровода, которое может быть использовано для выделения импульсов тока или напряжения одной какой-либо полярности. По мере уменьшения угла действия подмагничивающего потока магнитная проницаемость плавно снижается, что позволяет производить незначительное подрегулирование магнитной проницаемости магнитопровода в процессе его эксплуатации. если при изготовлении иэделия с заявляемым магнитопроводом предусмотреть воэможность незначительного изменения угла подмагничивающего потока. При приложении магнитного потока подмагничивания происходит переориентация доменов в магнитопроводе на участке его влияния, снижается их подвижность при воздействии на них основного магнитного потока магнитопровода, что приведет к снижению магнитной проницаемости, так как затрудняется процесс "вращения" доменов при перемагничивании магнитопровода основным магнитным потоком. Магнитное поле подмагничивания может быть создано как разноименнымл, так и одноименными полюсами постоянных магнитов. В прототипе предложен способ концентрации магнитного потока в поперечном сечении перпендикулярно к основному магнитному потоку магнитопровода, в котором создан зазордля введения дополнительного магнитопровода Мз(фиг.2), Предлагаемый способ предусматривает использование тороидального магнитопровода без зазора. Результаты исследований показали, что наиболее эффективным будет влияние поперечного магнитного потока, действующего в плоскости ленты, в направлении ее ширины, по сравнению с магнитным потоком, действующим перпендикулярно плоскости ленты.

Использование действующих под разными углами к основному магнитному потоку магнитных потоков подмагничивания, созданных полюсами постоянных магнитов.

1786520

Величина магнитной проницаемости и эффективность выделения импульсов тока или напряжения регулируется не только изменением величины потока подмагничивания, но и изменением направления 5 действия этого потока.

На фиг.1 дана иллюстрация способа создания полей подмагничивэния; на фиг.2— зависимость магнитной проницаемости магнитопровода из материалов 24КСР и 10

АМАГ-183 от величины угла между направлением магнитного потока подмагничивания и средней линией магнитопровода; на фиг.3 — зависимость магнитной проницаемости магнитопровода из материала 15

81НМА от величины угла между направлением магнитного потока подмэгничивания, созданного приложением одноименных полюсов магнитов. и средней линией магнитопровода; на фиг.4 — зависимость 20 приращения магнитной индукции материалов 24КСР (кривая 1) и АМАГ-183 (кривая 2) от величины основного магнитного поля мэгнитопровода при подаче однополярных импульсов одного и другого знака. 25

Способ концентрации магнитного потока в каком-либо месте поперечного сечения магнитопровода реализован на магнитопроводах ОЛ 30/40-6 из аморфного материала 24КСР ТУ14-1-3730-84 и ОЛ 30/40-5 из 30 материала АМАГ-183 Яе0.021,180,ТУ. Наибольшее влияние магнитный поток подмагничивания оказывает на материалы с кобальтовой основой (АМАГ-183) по сравне- . нию с материалами ча основе железа 35 (24КСР). Прикладыванием постоянных магнитов из сплава КС-37 БЛС 777.002.ТУ прямоугольной формы с размерами 6 х 5к4 создаются потоки подмагничивания (фиг.1), Сдвигом постоянных магнитов (фиг,1э), со- 40 прикасающихся с верхней торцевой повер- . хностью мэгнитопронода, относительно соприкасающихся с нижней поверхностью магнитопроводэ постоянных магнитов противоположной полярности создается сни- 45 жение магнитной проницаемости (фиг.2),. причем, различные материалы по-разному реагируют на наклонные потокй подмагничивания. Магнитная проницаемость магнитопровода из материала 24КСР снижается в 50

3 раза, а проницаемость мэгнитопровода из материала АМАГ-183 — в 35 раз. Прикладывание одноименных полюсов магнитов к магнитопроводу (фиг.15) приводит к уменьшению магнитной проницаемости в 20 раз 55 (для магнитопровода из материала АМАГ83) и в 40 раз (для магнитоправода из материала 24KCP). Сдвигом же постоянных магнитов, соприкасающихся с верхней торцевой поверхностью магнитопровода, относительно соприкасающихся с нижней поверхностью магнитопровода постоянных магнитов одной и той же полярности происходит плавное увеличение магнитной проницаемости (фиг.3). На рис.4 представлены графики приращения магнитной индукции магнитопроводов при изменениях магнитного поля того и другого направлений в магнитопроводе. Иэ графиков видно, что для магнитопровода из материала 24КСР приращение магнитной индукции изменяется в

1,3 раза, и для магнитопр6вода из материала АМАГ-183 в 3,5 раза при приложении магнитных полей противоположных направлений. Г1остоянные магниты могут быть заменены на электромагниты..

Использование предложенного способа концентрации магнитного потока в каком-либо месте магнитопровода для регулирования величины магнитной проницаемости тороидальных магнитопроводов обеспечит:

1) снижение трудоемкости изготовления магнитопроводов с низким значением магнитной проницаемости, так как нет необходимости создавать воздушный зазор;

2) уменьшение веса электротехнических изделий, в которых йет необходимости для снижения индуктивности увеличивать длину средней линии магнитопровода. работающего с полем подмагничивания (например, дроссель сглаживающего фильтра), Формула изобретения

Способ концентрации магнитного потока в каком-либо месте поперечного сечения магнитопровода из ферромагнитного материала, осуществляемый подмагничиванием части магнитопровода напряженностью приложенного магнитного поля, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью расширения магнитных возможностей магнитопровода путем увеличения диапазона изменений магнитной проницаемости и получения смещения петли магнитного гистерезиса, к основаниям тороидального магнитопровода прикладывают постоянные магниты так, чтобы угол между линией, соединяющей середины постоянных магнитов, и средней линией магнитопровода составлял 20-89О, 1786520