Elektrotechnika_1_Skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
a)
b)
Obr. 4.20: Magnetický obvod s permanentním magnetem a jeho řešení
Kostka permanentního magnetu (na obrázku šrafovaná část) je opatřena pólovými nástavci z
feromagnetického magneticky měkkého materiálu. Vzduchová mezera mezi konci nástavců je
pracovním prostorem, ve kterém má být vytvořeno požadované magnetické pole.
Vzhledem k velmi vysoké permeabilitě materiálu pólových nástavců lze úbytky magnetického
napětí na nich prakticky zanedbat. Magnetický tok v obvodu je roven
v
v
p
p
S
B
S
B
=
=
Φ
.
( 4.28 )
Součet magnetických napětí na magnetu a na mezeře je roven nule, protože v obvodu není
žádný další zdroj
0
=
+
mv
mp
U
U
.
( 4.29 )
Proto můžeme psát
p
p
v
v
mv
mp
l
H
l
B
U
U
=
−
=
−
=
0
µ
.
( 4.30 )
Po dosazení za indukci
v
B ve vzduchové mezeře ze vztahu ( 4.28 ) dostaneme pro intenzitu
magnetického pole uvnitř permanentního magnetu vztah
p
p
v
v
p
p
v
v
p
B
l
l
S
S
l
l
B
H
0
0
1
µ
µ
−
=
−
=
.
( 4.31 )
Jedná se o rovnici přímky, kterou zakreslíme do souřadné soustavy
)
,
(
p
p B
H
, ve které máme
hysterezní smyčku permanentního magnetu, viz
Obr. 4.20b. Přímka prochází počátkem a má
zápornou směrnici. Protíná proto hysterezní smyčku ve 2. kvadrantu, na tzv.
demagnetizační
charakteristice. Průsečík
Q určuje hodnoty Hp a Bp za daných podmínek – pro dané rozměry
Qopt
Q
P
Elektrotechnika 1
139
permanentního magnetu a vzduchové mezery. Sklon přímky závisí mimo jiné na délce
vzduchové mezery. Zmenšení mezery znamená zvětšení směrnice (v absolutní hodnotě). V
limitním případě, kdy
0
→
v
l
, klesá
p
H k nule a současně se indukce blíží k hodnotě
r
B
, k
remanentní indukci magnetu. Obvodem protéká maximální remanentní tok
p
r
r
S
B
=
Φ
. Na
druhé straně zvětšení mezery může v krajním případě znamenat nulový magnetický tok,
zatímco intenzita magnetického pole v magnetu vzroste na hodnotu koercivity
c
H . Tato
přímka je v podstatě překlopenou charakteristikou vzduchové mezery, viz
Obr. 4.19a, ovšem
přepočtenou do souřadnic magnetizační čáry (
B, H). Vzhledem k
0
=
m
F
se dále neposouvá
ve směru osy
H.
V praxi bývají hodnoty vzduchové mezery
v
v
v
B
l
S
,
,
dány. Volbou zbývajících parametrů pak
můžeme magnetický obvod optimalizovat. Za optimální považujeme řešení, kdy dosahujeme
předepsaných hodnot magnetického pole ve vzduchové mezeře při nejmenší spotřebě
materiálu permanentního magnetu, neboť jeho cena zpravidla určuje cenu celého obvodu.
V absolutních hodnotách jsou úbytky magnetického napětí