Главная Расчет катушек индуктивности



Зная магнитные проводимости участков нахлеста и неразвет-влекных ферромагнитных участков, можно определить полную магнитную проводимость составного магнитопровода, а затем и иидуктивиость намагничивания.

Приближенное значение ивдуктквностн рассеяния катушки определяется ее потокосцеплением, если нз нее удалить магнитопровод, и рассчитывается методами, описанными в гл. 2.

Если па составном магнитопроводе расположены две обмотки, имеющие Wi и W2 витков, то взаимная индуктивность между ними будет определяться формулой (4-5).

Пример 4-2. Составной магнитопровод катушки индуктнвностн (рнс, 4-3, а) имеет геометрические размеры С4=10 ым, с&=2± ±0,2 мм, св=6 мм, с,= 1±0,1 мм, ca=3d=0.3 мы, 6=0,02±0,002.мм и выполнен из феррита с огкосктелькой магнитной проницаемостью (i = 1200.

Обмотка катушкн содержит ш=20 витков, намотанных с шагом h2=0,\ мм на каркасе квадратного сечения со стороной 262=4 мм. Определить индуктивность катушки.

Решение. Из характеристик иа рнс. 4-5 следует, что для принятых номинальных значений геометрических размеров в огио-

Ci 1 Са 3

сительных единицах Ci«"-= 0 = 50 н Сг =-д-= « 150 номинальное значение магнитной проводимости участка нахлеста будет равко (точка с):

м.ная" 0,0068 o,oo6ii "

Номинальное значенке магнитной проводииостя неразветвлен-ных ферромагнитных участков составного магнитопровода определяется формулой (4-7)

1200-0,4%.1 . lO-3-t-6-1-4.2 >м.с =-8-10-3 + 6 =

Номинальное значение полной магнитной проводимости составного магнитопровода определяется выражением (4-6)

29495 Mi 294 + 2-95 °

Зная полную магнитную проводимость составного магнитопровода, можно по аналогии с примером 4-1 рассчитать номинальное значение индуктивности намагничивания катушки: Lb = = wnux=W-58=5800 нГн.

Индуктивность рассеяния катушкн определяется по аналогии с примером 4-1 н равна 1.р=б40 нГн.

Ес1И учесть технологический разброс геометрических размеров нахлеста. то из характеристик на рис. 4-5 можно графически определить область возможных значений магнитного сопротивления нахлеста. На рис. 4-5 штриховкой показана область возможных значений магнитного сопротивления нахлеста в относительных единицах для значений

Л """Д gimflj 1-0,1 1 +0.1

Ьах 6«м -0.02 + 0,002 •*• 0,02-0.002 °*0-ЬО;

f. imiii . стах 3-0.3 3+0,3

ЛИГ б(в " 0,02 + 0.002 ** 0,02-0,002 =Л> 180.



которая позволяет определить предельные значения магпятной проводимости одного участка иахлеста (точки б не):

Y smf д , flmax

0.2-0,02 0,2 + 0.02 = 0,0082 ** 0,0059 "

Магнитная проводимость неразветвленных участков составного магнитопровода с учетом принятых технологических допусков будет изменяться в пределах

1200-0.4% (1 ±0.t) l0-(3±0,3) + 6+4.(2±Q,2) «.с 8 10--(3±0,3)+6

= 84-г-105 нГн.

Пределы изменения полной магнитной проводимости составного магнитопровода

У иг

у Y Y Y

220-84 372-105

220-ь 84-2 "372+1052~"*"

Пределы изменении полной магнитной проводимости составного магннтопровода однозначно определяют пределы изменения нядук-тнвности намагничивания катушки: H = »>„B„i„-J-a"=r„j.„„=I0.47.>10-67o=4700-5-6700 нГи.

Если известны технологические допуски иа значения других параметров составного магнитопровода, то учет кх влияния на разброс значений индуктивности катушкн аналогичек.

4-4. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ с РАЗОМКНУТЫМ МАГИИТОПРОВОДОМ

Характерной особенностью разомкнутых магнитопроводов является наличие у них воздушных зазоров. Условно все разомкнутые магнитопроводы можно классифицировать по ширине воздушного зазора на две группы: магнитопроводы с широкими воздушными зазорами, ширина которых соизмерима с поперечными размерами сечения магнитопроводов, и магнитопроводы с узкими зазорами, ширина которых значительно меньше поперечных размеров, К магнитопроводам второй группы относятся, в частности, и составные магнитопроводы. рассмотренные в предыдущем параграфе.

Ниже приведены методы расчета и характеристики некоторых вариантов катушек индуктивностей, получивших практяческое при-менеире, в которых используются разомкнутые магнитопроводы.

а) экранированные магнитопроводы

На рис. 4-7 представлена катушка нидуктивности, содержащая ш витков, с разомкнутым магнитопроводом кз феррита с постоянной относительной магнитной проницаемостью Поверхность маг-




Рнс. 4-7. Конструкция катушки иидуктивности с разомкнутым магнито-проводом.

иитопровода, за нсключеннеы торцов площадью ciXcz, покрыта пленкой из проводящего материала. Для того чтобы в проводящем экране в пло-сшктн поперечного сечення магнитопровода ие возникали вихревые токи, экран разрезан по лнкнн /,

Такие катушкн индуктивностей используются, например, в качестве запоминающих элементов постоянных запоминающих устройств с механической записью информацки, принци:! действия которых аналогичен списанному в § 4-3, а. Ин;огктивность катуппш равна сумме индуктивности намагнл-чиванчя Z.S н индуктивности рассеяния Х-р.

Индуктивность иаьагничивания Lb однозначно определяется [4-1) магнитной проводвмостью магнитопровода с зазором,

Для улрощения расчета примем, что намагниченпость магнитного материала на торцах магнитопровода площадью ciXcj, через которые ыагнитаый ноток выходит из сердечника, распределяется равномерно.

Согласно представлениям магиетостатистики [2], принятые допущения означают, что иа торцах магнитопровода, свободных от проводящего покрытия, появятся равномерно распределенные магнитные заряды с плотностью

CtCn

(4-8)

Напряженность магнитного поля вдоль линии снынетрии зазора 0-0, создаваемая связанными магнитными зарядами, будет определяться выражением

H,4%ix* + y* + z) fi*

(4-9)

где ос-arctg

X и I/-координаты элемеитарнон пло-

щадки dxdy толевой поверхности магнитопровода; координата вдоль оси симметрии зазора.

Зная напряженность магнитного ноля в зазоре, можно определить его магнитную проводимость, которая равна отношению магнитного потока, проходящего черта зазор, к магнитному напряжению иа нем:

]H,dz о

(4-10)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [41] 42 43 44


0.0483