Патент ссср 221173
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
22II73
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 21g, 2/01
21о, 2,02
Заявлено 19.V.1966 (№ 1079823/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 01 VII.1968. Бюллетень ¹ 21
Дата опубликования описания 23.X.1968
МПК H Gid
Н 01d
УДК 621,318.3(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете тлииистрав
СССР
ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗЛЕКТРОМАГНИТА
Известны физические модели электромагнита с насыщенной магнитной системой, имеющие шихтованный магнитопровод с существенно сниукенным коэффициентом заполнения за счет чередования отчосительно тонких фер- 5 ромагнитных пластин с немагнитными прокладками. Но эти модели ихIеют искажения магнитного поля вследствие краевого эффекта и влияния лобовых частей обмотки.
Особенность предлагаемой модели электро- 10 магнита заключается в том, что у торцов магнитопровода расположены стальные пластины с коэффициентом заполнения, близким к единице. На поверхности магнитопровода перпендикулярно к ним уложены ферромагнитные 15 пластины, шаг которых намного меньше шага пластин основного магнитопровода, а края пластин основного магнитопровода отогнуты на ширину шага. Это позволяет уменьшить габариты модели и исключить искажения по- 20 ля.
На фиг. 1 представлена четверть сечения симметричной магнитной системы; на фиг. 2— участок сечения магнитопровода; на фиг. 3— участок магнитопровода с отогнутыми кромка- 25 ми пластин; на фиг. 4 — сечение участка у поверхности магнитопровода со стальными полосами; на фиг. о — магнитные характеристики стали, оригинала и модели.
Магнитная система содержит магнитопровод ЗО
1, рабочий ооьем (зазор) 2 и возбуждающую обмотку 8. Для уменьшения коэффициента заполнения К, модели пластины 4 из стали толщиной Л„чередуются с прокладками 5 из неферромагнитного материала, например картона или гетинакса, толщиной Л,н. Тогда
К, модели= Л„/(Лст+Лн)/, и масштаб коэффициента заполнения Ч,, =К, модели. Коэффициент заполнения К, модели будет намного меньше 1. так как К, оригинала близок к 1. Усредненная llo сечению магнитопровода индукция В связана с 1шдукцией В„ в самой стали при той же напряженности магнитного поля Н уравнением B=В„КО+11II H(1 — Кз).
Следовательно, вместо магнитной характеристики (кривой индукции) самой стали В1 имеем другие, более низкие характеристики: для оригинала — кривую В, а для модели — кривую Вз. Величина индукции насыщения в малой модели меньше индукции насыщения оригинала Внас.м — Внас.ф, Л1Кн . Поэтох1у в хIодели насыщение стали будет дсстигнуто ирч значительно меньшей напряженности поля в зазоре, «eì в орипшале, и не нужно соблюдать практически невыполнимое условие для плотности тока Цу = 1 Це, необходимое в известных масштабных физических моделях.
При дальнейшем анализе систем с силы1о насыщенной сталью пренебрежем несущественным отличием реальной характеристики от ку221173 сочно-линейной Н=О при /В/(Внас. и В==Внас.+poH ПрИ /В/)Внас.. ТОГда ИЗ ураВНЕНИЯ
r0(+É=ó для оригинала и модели следует
МН=МВ=МК,=МуМе, при котором возможно реализовать модель, если выбрать МКа. того же порядка, что и Ме. Более того, выбирая МК,,(Ме можносоздать физическую модель даже с меньшей плотностью тока, чем в оригинале.
Объем модели изменится в Ме раз по сравнению с оригиналом; энергия магнитного поля — Ме Му- раз; вес стали — в МеаМК, раз; вес обмотки — в МеаМу- раз и потери в обмотке — в Ме-Му Мр раз, где Му и Мр -— масштабы плотности и удельные сопротивления обмотки.
Для наиболее распространенных длинных плоскопараллельных магнитных систем или для сектора системы с круговой симметрией можно моделировать лишь часть их длины.
При этом для уменьшения влияния лобовых частей обмоток на поле в середине можно у краев магнитопровода добавить несколько пластин стали без изоляционных прокладок или зазоров между ними.
В электромагните с круговой симметрией листы стали должны располагаться радиально, При этом для сохранения подобия модели и оригинала число длин (ступеней, радиальных размеров) позиций (листов) в модели должно быть равно числу длин позиций оригинала.
При большой толщине изоляции Л„а модели будет искажаться поле вблизи поверхности магнитопровода за счет краевого эффекта у краев пластин стали. Для предотвращения этого можно отогнуть кромки пластин стали параллельно поверхности магнитопровода.
Ширина отогнутой части б пластин должна быть немногим меньше расстояния между соседними пластинами, т. е, меньше Л„,, шага пластин.
Для этого же на поверхности стали перпендикулярно плоскости пластин можно уложить частым рядом стальные проволоки 7 или узкие полосы 8 стали. Эти полосы могут быть зарапес наклеены на лист бумаги, укладываемый на поверхность магнитопровода. Они помогут выровнять поле при заметной разнотолщинностр пластин стали. Если поле измеряется не близко к IIOBcpxHocTH, а разнотолщинности практически нет, краевой эффект можно корректировать путем сдвига пластин стали в сторону рабочего зазора примерно на четверть
ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ. го
Предмет изобретения
Физическая модель электромагнита с насыщенной магнитной системой, имеющая шихтованный магнитопровод с существенно сниженным коэффициентом заполнения за счет чередования относительно тонких ферромагнитных пластин с немагнитными прокладками, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов модели путем исключения искажения поля, у торцов магнитопровода расположены стальные пластины с коэффициентом заполнения, близким к единице, на поверхности магнитопровода перпендикулярно к ним уложены ферромагнитные пластины, шаг которых намного меньше шага пластин основного магнитопровода, а края пластин основного магнитопровода отогнуты на ширину шага.
2 3
Фиг 1
Ри2. 4
Составитель Й. Йвановская
Техред Т. П. Курилко Корректор Н. С. Босняцкая
Редактор П. Шлайн
Заказ 3087/2 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при бовете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
