Skip to content Skip to navigation Skip to collection information

OpenStax-CNX

You are here: Home » Content » Giáo trình thiết bị điện » Cơ cấu điện từ

Navigation

Lenses

What is a lens?

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

This content is ...

Affiliated with (What does "Affiliated with" mean?)

This content is either by members of the organizations listed or about topics related to the organizations listed. Click each link to see a list of all content affiliated with the organization.
  • VOCW

    This module and collection are included inLens: Vietnam OpenCourseWare's Lens
    By: Vietnam OpenCourseWare

    Click the "VOCW" link to see all content affiliated with them.

Recently Viewed

This feature requires Javascript to be enabled.
 

Cơ cấu điện từ

Module by: Lê Thành Bắc. E-mail the author

Summary: Phần này trình bày khái niệm chung về mạch từ

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH TỪ

Khái niệm

Các thiết bị điện như rơle, công tắc tơ, khởi động từ, áp tô mát,...đều có bộ phận làm nhiệm vụ biến đổi từ điện năng ra cơ năng. Bộ phận này gồm có cuộn dây và mạch từ gọi chung là cơ cấu điện từ, chia làm hai loại xoay chiều và một chiều. Để nắm được những quy luật điện từ ta xét mạch từ và phương pháp tính toán mạch từ.

Hình 1
Hình 1 (graphics1.png)

Mạch từ được chia làm các phần:

- Thân mạch từ.

- Nắp mạch từ.

- Khe hở không khí chính  và khe hở phụ p.

- Khi cho dòng điện chạy vào cuộn dây thì trong cuộn dây có từ thông  đi qua, từ thông này cũng chia làm ba phần :

a) Từ thông chính  là thành phần qua khe hở không khí gọi là từ thông làm việc lv.

b) Từ thông tả̉n t là thành phần đi ra ngoài khe hở không khí xung quanh 

c) Từ thông rò r là thành phần không đi qua khe hở không khí chính mà khép kín trong không gian giữa lõi và thân mạch từ.

Tính toán mạch từ

Tính toán mạch từ thực chất là giải hai bài toán:

  1. Bài toán thuận : biết từ thông  tính sức từ động

F = IW loại này gặp khi thiết kế một cơ cấu điện từ mới.

b) Bài toán nghịch : biết sức từ động F = IW cần tìm từ thông (gặp khi kiểm nghiệm các cơ cấu điện từ có sẵn).

Để giải quyết được hai bài toán trên cần phải dựa vào các cơ sở lí thuyết sau:

- Biết đường cong từ hóa của vật liệu sắt từ.

- Nắm vững các định luật cơ bản về mạch từ.

- Biết được từ dẫn khe hở.

Các lí thuyết cơ sở

  1. Đường cong từ hóa B = f(H) hình minh họa
Hình 2
Hình 2 (graphics2.png)

b) Các định luật cơ bản mạch từ

Wt1=I1ψ12;Wt2=I2ψ22;ΔWt=I1+I22(ψ2ψ1)Wt1=I1ψ12;Wt2=I2ψ22;ΔWt=I1+I22(ψ2ψ1)alignl { stack { size 12{W rSub { size 8{t rSub { size 6{1} } } } = { {I"" lSub {1} size 12{ψ rSub {1} }} over { size 12{2} } } size 12{;W rSub {t rSub { size 6{2} } } } size 12{ {}= { {I rSub {2} size 12{ψ rSub {2} }} over { size 12{2} } } } size 12{;}} {} # size 12{ΔW rSub { size 8{t} } = { {I rSub { size 8{1} } +I rSub { size 8{2} } } over {2} } \( ψ rSub { size 8{2} } - ψ rSub { size 8{1} } \) } {} } } {}+ Định toàn dòng điện F=IW=lHdlF=IW=lHdl size 12{F= ital "IW"= lInt rSub { size 8{l} } {} ital "Hdl"} {}

+ Định luật Ohm trong mạch từ: φ=FRM=IWRMφ=FRM=IWRM size 12{φ= { {F} over {R rSub { size 8{M} } } } = { { ital "IW"} over {R rSub { size 8{M} } } } } {}

+Định luật Kiếc Khốp 1 cho mạch từ : φi=0φi=0 size 12{ Sum {φ rSub { size 8{i} } } =0} {}

+Định luật Kiếc Khốp 2 cho mạch từ: φiRMi=FiφiRMi=Fi size 12{ Sum {φ rSub { size 8{i} } R rSub { size 8{ ital "Mi"} } = Sum {F rSub { size 8{i} } } } } {} (tổng đại số độ sụt từ áp trên một mạch từ kín bằng tổng đại số các sức từ động tác dụng trong mạch từ đó).

c) Từ dẫn của khe hở

Vì mạch từ có độ từ thẩm (hệ số dẫn từ) lớn hơn không khí nhiều nên từ trở toàn bộ mạch từ hầu như chỉ phụ thuộc vào từ trở khe hở không khí. Trong tính toán thường dùng từ dẫn G=1RMG=1RM size 12{G= { {1} over {R rSub { size 8{M} } } } } {}. Tương tự như mạch điện thì trong mạch từ dẫn G tỉ lệ thuận với tiết diện mạch từ, tỉ lệ nghịch với chiều dài khe hở không khí.

Có : G=μ0.Sδtæång âæång maûch âiãûn g=α.SlG=μ0.Sδtæång âæång maûch âiãûn g=α.Sl size 12{G=μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } `"tæång âæång maûch âiãûn "g=α "." { {S} over {l} } } {}với:

+ GWbAGWbA size 12{G left [ { { ital "Wb"} over {A} } right ]} {} :từ dẫn khe hơ ̉ không khí.

+ μ0=1,25.108WbA.cmμ0=1,25.108WbA.cm size 12{μ rSub { size 8{0} } =1,"25" "." "10" rSup { size 8{ - 8} } { { ital "Wb"} over {A "." ital "cm"} } } {}: hệ số từ thẩm không khí.

+  [cm]: chiều dài khe hở.

+S [ cm2]: diện tích từ thông đi qua ( tiết diện).

Công thức này dùng trên cơ sở giả thiết : từ thông qua khe hở không khí phân bố đều đặn ( các đường sức từ song song với nhau), công thức chỉ đúng khi khe hở rất bé, (khe hở lớn thì càng ra mép càng không song song). Thực tế tính từ dẫn rất phức tạp, tùy yêu cầu chính xác mà có các phương pháp tính từ dẫn khác nhau.

TÍNH TỪ DẪN KHE HỞ KHÔNG KHÍ CỦA MẠCH TỪ

Tính từ dẫn bằng phương pháp phân chia từ trường

Xét ví dụ : Có một cực từ tiết diện chữ nhật đặt song song với mặt phẳng. Giả thiết chiều  đi từ cực từ xuống mặt phẳng (hình minh họa).

Hình 3
Hình 3 (graphics3.png)

Nếu tính từ dẫn khe hở bằng phương pháp phân chia từ trường ta sẽ phân từ trường thành nhiều phần nhỏ sao cho ở mỗi phần từ trường phân bố đều(có các đường sức từ song song với nhau) để áp dụng công thức cơ bản tính từ dẫn đã có ở trên. Ở đây ta chia làm 17 phần gồm :

+) 1 hình hộp chữ nhật thể tích: a. b. 

+) 4 hình 1/4 trụ tròn có đường kính 2 chiều cao a và b

+) 4 hình trụ 1/4 rỗng có đường kính trong 2 đường kính ngoài 2 + 2m

Hình 4
Hình 4 (graphics4.png)

Từ dẫn của từng phần cho theo bảng 1. Trong đó từ dẫn chính G là của trụ chữ nhật, tổng các từ dẫn còn lại là từ dẫn tản. Có G=i=117GiG=i=117Gi size 12{G= Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{"17"} } {G rSub { size 8{i} } } } {}: nếu có hai từ dẫn nối song song thì nối từ dẫn tương đương Gtđ= G1 + G2.

Nếu nối tiếp thì từ dẫn tương đương là G=G1G2G1+G2G=G1G2G1+G2 size 12{G rSub { size 8{tâ} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } } over {G rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{2} } } } } {}.

Ưu điểm : tính bằng phương pháp này có ưu điểm là chính xác, rõ ràng dễ kiểm tra.

Nhược điểm : có nhiều công thức nên chỉ dùng để tính kiểm nghiệm

Tính từ dẫn bằng công thức kinh nghiệm ( dùng khi tính toán sơ bộ )

Hình 5
Hình 5 (graphics5.png)

a) Từ dẫn khe hở không khí giữa nắp và lõi tạo thành góc  (hình a)

G = K . G0

Với: K: hệ số điều chỉnh

{}K=2,75ϕ4K=2,75ϕ4 size 12{K=2,"75" nroot { size 8{4} } {ϕ} } {}, ( tính theo rađian).

alignl { stack { {} # {} # {} } } {} + G0=μ0.SδG0=μ0.Sδ size 12{G rSub { size 8{0} } =μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } } {}

+ S :tiết diện lõi [cm2].

+  : độ dài trung bình khe hở không khí (cm).

0 = 1,25 . 10-8 [ Wb/A. cm= H/cm].

b ) Từ dẫn giữa cực từ tròn với mặt phẳng (hình b)

G 0 = μ 0 . S δ 1 + 2, 08 d δ G 0 = μ 0 . S δ 1 + 2, 08 d δ size 12{G rSub { size 8{0} } =μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } left (1+ { {2,"08"} over {d} } δ right )} {}

c) Từ dẫn giữa hai cực từ chữ nhật(hình c)

G = K . μ 0 . S δ = K . G 0 G = K . μ 0 . S δ = K . G 0 size 12{G=K "." μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } =K "." G rSub { size 8{0} } } {}

K=1+0,58m.n1+m+0,31m.n2K=1+0,58m.n1+m+0,31m.n2 size 12{K=1+ { {0,"58"} over {m "." n} } left (1+m right )+ { {0,"31"} over {m "." n rSup { size 8{2} } } } } {}, với m=ba;n=aδm=ba;n=aδ size 12{m= { {b} over {a} } ;n= { {a} over {δ} } } {}

d) Từ dẫn giữa mặt phẳng và cực từ đặt ở đầu mặt phẳng(hình d)

G = K .G0 = K .0 . S/

Với K=1+0,58m.n1+1,5m+0,31m.n2 size 12{K=1+ { {0,"58"} over {m "." n} } left (1+1,5m right )+ { {0,"31"} over {m "." n rSup { size 8{2} } } } } {}

e) Từ dẫn giữa mặt phẳng và cực từ đặt ở giữa mặt phẳng

G = K . μ 0 . S δ = K . G 0 G = K . μ 0 . S δ = K . G 0 size 12{G=K "." μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } =K "." G rSub { size 8{0} } } {}

K = 1 + 0, 58 m . n 1 + 2m + 0, 31 m . n 2 K = 1 + 0, 58 m . n 1 + 2m + 0, 31 m . n 2 size 12{K=1+ { {0,"58"} over {m "." n} } left (1+2m right )+ { {0,"31"} over {m "." n rSup { size 8{2} } } } } {}

Tính từ dẫn bằng phương pháp giải tích

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào tính chất tương đương giữa sự phân bố từ trường xung quanh vật dẫn từ với điện trường xung quanh vật dẫn điện. Điều kiện bờ giống nhau thì cũng giải tương tự.

Ví dụ: hai vật dẫn từ đặt song song với nhau, nếu ở điện trường thì có công thức:

Q=C ( ϕ 1 ϕ 2 ) Q laì âiãûn têch trãn váût dáùn . C laì âiãûn dung . ϕ 1 , ϕ 2 laì âiãûn thãú cuía váût dáùn 1 vaì 2 . Q=C ( ϕ 1 ϕ 2 ) Q laì âiãûn têch trãn váût dáùn . C laì âiãûn dung . ϕ 1 , ϕ 2 laì âiãûn thãú cuía váût dáùn 1 vaì 2 . alignl { stack { size 12{ size 10{"Q=C" \( ϕ rSub { size 8{1} } - ϕ rSub { size 8{2} } \) }} {} # size 12{ size 10{Q` ital "laì"``"âiãûn têch trãn váût dáùn" "." }} {} # size 10{C`"laì"`"âiãûn dung" "." } {} # size 10{ϕ rSub { size 8{1} } ,ϕ rSub { size 8{2} } `"laì "`"âiãûn thãú cuía váût dáùn 1 vaì 2" "." } {} } } {}

Với điện tích Q, điện dung C, điện thế .

Ỏ̉ từ trường có : φ=Gu1u2φ=Gu1u2 size 12{φ=G left (u rSub { size 8{1} } - u rSub { size 8{2} } right )} {} với:

φ laì tæì thäng giæîa hai váût dáùn . G laì tæì dáùn giæîa hai váût dáùn . U 1 , U 2 : laì tæì thãú cuía váût dáùn 1 vaì 2 . φ laì tæì thäng giæîa hai váût dáùn . G laì tæì dáùn giæîa hai váût dáùn . U 1 , U 2 : laì tæì thãú cuía váût dáùn 1 vaì 2 . alignl { stack { size 12{ size 10{φ" laì tæì thäng giæîa hai váût dáùn" "." }} {} # size 10{"G laì tæì dáùn giæîa hai váût dáùn" "." } {} # size 10{U rSub { size 8{1} } ,U rSub { size 8{2} } :"laì tæì thãú cuía váût dáùn 1 vaì 2" "." } {} } } {}

có: G=K.CG=K.C size 12{G=K "." C} {}và K: hệ số phụ thuộc đơn vị chọn.

Ở đây: K=μ0ε0K=μ0ε0 size 12{K= { {μ rSub { size 8{0} } } over {ε rSub { size 8{0} } } } } {}với μ0=1,25.108W.bAcm;ε0=1.9.1011[F/cm]μ0=1,25.108W.bAcm;ε0=1.9.1011[F/cm] size 12{μ rSub { size 8{0} } =1,"25" "." "10" rSup { size 8{ - 8} } { {W "." b} over { ital "Acm"} } ;ε rSub { size 8{0} } = { {1} over {4π "." 9 "." "10" rSup { size 8{"11"} } } } \[ F/ ital "cm" \] } {}

Vậy với mô hình toán học giống nhau khi đã tìm ra điện dung C thì sẽ tìm ra từ dẫn G.

Một số công thức có được bằng phương pháp giải tích

a) Từ dẫn giữa mặt trụ song song với một mặt phẳng lớn (khoảng cách a>4r)

G = . μ . l ln a + a 2 r 2 r G = . μ . l ln a + a 2 r 2 r size 12{G= { {2π "." μ "." l} over {"ln" { {a+ sqrt {a rSup { size 8{2} } - r rSup { size 8{2} } } } over {r} } } } } {}

b) Từ dẫn hai mặt trụ tròn song song (khoảng cách b>4d)

G = μ 0 . π ln b r . l G = μ 0 . π ln b r . l size 12{G= { {μ rSub { size 8{0} } "." π} over {"ln" { {b} over {r} } } } "." l} {}

c) Từ dẫn giữa hai mặt trụ đồng tâm bán kính r1 và r2

G = μ 0 . 2πl ln r 2 r 1 G = μ 0 . 2πl ln r 2 r 1 size 12{G=μ rSub { size 8{0} } "." { {2πl} over {"ln" { {r rSub { size 8{2} } } over {r rSub { size 8{1} } } } } } } {}

d) Từ dẫn giữa hai mặt cực từ chữ nhật đặt song song ở trong cùng một mặt phẳng

G=μ0.l.ln2m21+2mm21G=μ0.l.ln2m21+2mm21 size 12{G=μ rSub { size 8{0} } "." { {l} over {2π} } "." "ln" left (2m rSup { size 8{2} } - 1+2m sqrt {m rSup { size 8{2} } - 1} right )} {}, với m=2b+ddm=2b+dd size 12{m= { {2b+d} over {d} } } {}

Ngoài ra còn phương pháp vẽ nhưng chỉ dùng khi cực từ hình dạng phức tạp không thể dùng biểu diễn toán học được.

TÍNH TOÁN MẠCH TỪ

Tính mạch từ một chiều

+ Mạch từ một chiều khi làm việc, trong mạch có dòng không đổi I, từ thông =const nên không có tổn hao dòng xoáy, lõi được làm bằng vật liệu sắt từ khối để dễ gia công cơ khí.

Trình tự tính toán mạch từ:

* Vẽ mạch từ đẳng trị.

* Tính từ dẫn G của khe hở không khí và toàn mạch.

* Giải mạch từ, tìm các tham số chưa biết.

Trong quá trình làm việc khe hở không khí thay đổi làm từ thông  biến thiên do vậy ta chia được ra các trường hợp:

a) Tính mạch từ một chiều khi không xét từ thông rò

Với mạch từ khe hở không khí bé, cuộn dây phân bố đều trên mạch từ thì có thể bỏ qua từ thông rò.

Ví dụ: xét mạch từ hình xuyến như hình minh họa; phần sắt từ chiều dài l, tiết diện S, khe hở  có từ thông rò rò=0.

Hình 6
Hình 6 (graphics6.png)

Giải:

a.1) Biết  cần tìm F=IW (do ro=0 nên = do IW sinh ra.

BδB=φSBδB=φS size 12{B rSub { size 8{δ} } approx B= { {φ} over {S} } } {},theo định luật toàn dòng điện có:

F=IW=Hl+Hδ.δF=IW=Hl+Hδ.δ size 12{F= ital "IW"= ital "Hl"+H rSub { size 8{δ "." } } δ} {} (*), từ trị số B ta tra ra H, với S là tiết diện mạch từ [m2]

Với trị số từ cảm là B thì: Hδ=Bδμ0Hδ=Bδμ0 size 12{H rSub { size 8{δ} } = { {B rSub { size 8{δ} } } over {μ rSub { size 8{0} } } } } {}, thay giá trị H vào (*) ta có F=IW.

Hoặc dùng phương trình: IW=φRM+1GδIW=φRM+1Gδ size 12{ ital "IW"=φ left (R rSub { size 8{M} } + { {1} over {G rSub { size 8{δ} } } } right )} {}

Hình 7
Hình 7 (graphics7.png)

a.2) Biết IW cần tìm 

Có : IW=H.l+Hδ.δIW=H.l+Hδ.δ size 12{ ital "IW"=H "." l+H rSub { size 8{δ} } "." δ} {}

Với: Hδ=Bδμ0=Bμ0;Gδ=μ0.Sδ nãn coï:δ=μ0.SGδ{Hδ=Bδμ0=Bμ0;Gδ=μ0.Sδ nãn coï:δ=μ0.SGδ{ size 12{alignl { stack { left lbrace H rSub { size 8{δ} } = { {B rSub { size 8{δ} } } over {μ rSub { size 8{0} } } } = { {B} over {μ rSub { size 8{0} } } } ; {} # right none left lbrace G rSub { size 8{δ} } =μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } " n""ãn coï":δ=μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {G rSub { size 8{δ} } } } {} # right no } } lbrace } {}

IW=Hl+BSGδIW=Hl+BSGδ size 12{ ital "IW"= ital "Hl"+ { { ital "BS"} over {G rSub { size 8{δ} } } } } {}. Chia hai vế cho l.

Ta có: IWl=H+B.SGδlIWl=H+B.SGδl size 12{ { { ital "IW"} over {l} } =H+ { {B "." S} over {G rSub { size 8{δ} } l} } } {}

Trên đường cong từ hóa sắt từ đặt oa¯oa¯ size 12{ {overline { ital "oa"}} } {}=IWl=IWl size 12{ {}= { { ital "IW"} over {l} } } {}

- Chọn tỉ lệ xích trục hoành mH (A.vòng/khoảng).

- Chọn tỉ lệ xích trục tung mB (Gauss/khoảng).

Với: tgα=Gδ.lδ.mHmBtgα=Gδ.lδ.mHmB size 12{ ital "tg"α= { {G rSub { size 8{δ} } "." l} over {δ} } "." { {m rSub { size 8{H} } } over {m rSub { size 8{B} } } } } {} (cắt đường cong từ hóa tại b) từ b hạ bcOHbcOH size 12{ ital "bc" ortho ital "OH"} {}như vậy có

Oc ¯ . m H = H ; ca ¯ . m H = BS G δ . l ; bc ¯ . m B = B Oc ¯ . m H = H ; ca ¯ . m H = BS G δ . l ; bc ¯ . m B = B size 12{ {overline { ital "Oc"}} "." m rSub { size 8{H} } =H; {overline {~ ital "ca"}} "." m rSub { size 8{H} } = { { ital "BS"} over {G rSub { size 8{δ} } "." l} } ;`~ {overline { ital "bc"}} "." m rSub { size 8{B} } =B} {}

do đó φ=B.S=φδφ=B.S=φδ size 12{φ=B "." S=φ rSub { size 8{δ} } } {}.

Rút ra trường hợp tổng quát

* Đối với những bài toán sức từ động IW giống nhau, nhưng khe hở không khí  khác nhau (tiết diện S khác nhau) thì có thể giải được nhanh chóng bằng cách kẻ từ a các đoạn ab’, ab”,... tạo với trục hoành các góc ’, ”,... tung độ các điểm b’, b” là trị số B cần tìm.

* Khi khe hở không khí  và tiết diện S bằng nhau nhưng sức từ động IW khác nhau thì trên trục hoành ta đặt những đoạn thẳng oa’, oa”,...có giá trị bằng I1W1l1I1W1l1 size 12{ { {I rSub { size 8{1} } W rSub { size 8{1} } } over {l rSub { size 8{1} } } } } {}; I2W2lI2W2l size 12{ { {I rSub { size 8{2} } W rSub { size 8{2} } } over {l} } } {} và kẻ a’b’//a”b” tung độ b’, b” là trị từ cảm B cần tìm.

b) Tính mạch từ một chiều khi xét từ thông rò

Khi nắp mạch từ mở thì lượng từ thông rò lớn đáng kể nên khi tính phải xét đến.

Tính hệ số từ thông rò :

Xét mạch từ hình minh họa, ta xét sự phân bố từ thông rò dọc theo chiều cao mạch từ lõi.

Hình 8
Hình 8 (graphics8.png)

Sức từ động trên một đoạn x là FX=IW.xlFX=IW.xl size 12{F rSub { size 8{X} } = ital "IW" "." { {x} over {l} } } {} theo vi phân dx là rx=Fx.g.dxrx=Fx.g.dx size 12{dφ rSub { size 8{ ital "rx"} } =F rSub { size 8{x} } "." g "." ital "dx"} {} (g: từ dẫn rò trên đơn vị chiều dài x).

0 x rx = 0 x F x . g . dx = IW . g l . x 2 2 = φ rx 0 x rx = 0 x F x . g . dx = IW . g l . x 2 2 = φ rx size 12{ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{x} } {dφ rSub { size 8{ ital "rx"} } = Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{x} } {F rSub { size 8{x} } "." g "." ital "dx"= { { ital "IW" "." g} over {l} } "." { {x rSup { size 8{2} } } over {2} } =φ rSub { size 8{ ital "rx"} } } } } {}

Khi x = 0 thì coïφrx=0;x=lcoïφrx=0;x=l size 12{"coï"`φ rSub { size 8{ ital "rx"} } =0;x=l} {} nên :

φ rx = φ r = IW . g . l 2 φ rx = φ r = IW . g . l 2 size 12{φ rSub { size 8{ ital "rx"} } =φ rSub { size 8{r} } = ital "IW" "." g "." { {l} over {2} } } {}

Có thể xem từ thông rò r chạy qua một từ dẫn tập trung có giá trị bằng g.l2g.l2 size 12{g "." { {l} over {2} } } {}, từ dẫn rò tập trung được gọi là từ dẫn rò quy đổi.

- Để đánh giá từ thông rò nhiều hay ít ta dùng hệ số từ thông rò :

σ = φ φ δ = φ δ + φ r + φ t φ δ = 1 + φ r + φ t φ δ σ = φ φ δ = φ δ + φ r + φ t φ δ = 1 + φ r + φ t φ δ size 12{σ= { {φ} over {φ rSub { size 8{δ} } } } = { {φ rSub { size 8{δ} } +φ rSub { size 8{r} } +φ rSub { size 8{t} } } over {φ rSub { size 8{δ} } } } =1+ { {φ rSub { size 8{r} } +φ rSub { size 8{t} } } over {φ rSub { size 8{δ} } } } } {}

Với:

 : từ thông tổng do cuộn dây sinh ra

: từ thông khe hở

r: từ thông rò

vì  tỉ lệ với từ dẫn nên:

σ = G δ + G r + G t G δ σ = G δ + G r + G t G δ size 12{σ= { {G rSub { size 8{δ} } +G rSub { size 8{r} } +G rSub { size 8{t} } } over {G rSub { size 8{δ} } } } } {}

Trong đó:

- Khi nắp mở r lớn thì lấy =(1,8 ¸¸ size 12{¸} {}3).

- Khi nắp đóng r nhỏ thì lấy =(1,05 ¸¸ size 12{¸} {}1,1).

Chú ý:

- Khi nắp mở có thể bỏ qua từ trở của mạch từ nhưng phải xét đến từ thông rò, nên có mạch từ đẳng trị như hình minh họa.

Hình 9
Hình 9 (graphics9.png)

- Khi nắp đóng có thể bỏ qua từ thông rò vì bé nhưng phải kể đến từ trở.

Tính mạch từ xoay chiều

Mạch từ xoay chiều khác mạch từ một chiều vì những đặc điểm sau:

a) Trong mạch từ xoay chiều: i=i(t) nên =msint dòng biến thiên có hiện tượng từ trễ, dòng xoáy, dòng điện chạy trong cuộn dây phụ thuộc vào điện kháng của cuộn dây, mà điện kháng phụ thuộc từ dẫn mạch từ nên từ trở toàn mạch từ càng lớn (khe hở không khí càng lớn) thì điện kháng càng bé và dòng điện trong cuộn dây càng lớn. Khi nắp mạch từ mở dòng điện khoảng I= (415)Iđm.

Chú ý: khi đóng điện cơ cấu điện từ, phải kiểm tra nắp xem đóng chưa, nếu nắp mở có thể làm cuộn dây bị cháy.

b) Lực hút điện từ F biến thiên F=F(t) có thời điểm F=0 có thời điểm F=Fmax dẫn đến mạch từ khi làm việc bị rung, để hạn chế rung người ta đặt vòng ngắn mạch. Từ thông biến thiên làm xuất hiện sức điện động trong vòng ngắn mạch, trong vòng có dòng điện mắc vòng khép kín, làm vòng ngắn mạch nóng lên. Gọi Wnm là số vòng ngắn mạch (thường Wnm=1). Theo định luật toàn dòng điện có:

IW + I nm W nm = φ R δ + R t nãn coï: IW = φ R δ + R t + W nm 2 r nm . dt IW + I nm W nm = φ R δ + R t nãn coï: IW = φ R δ + R t + W nm 2 r nm . dt alignl { stack { size 12{ ital "IW"+I rSub { size 8{ ital "nm"} } W rSub { size 8{ ital "nm"} } =φ left (R rSub { size 8{δ} } +R rSub { size 8{t} } right )} {} # size 11{"nãn coï: "} ital "IW"=φ left (R rSub { size 8{δ} } +R rSub { size 8{t} } right )+ { {W rSub { size 8{ ital "nm"} } rSup { size 8{2} } } over {r rSub { size 8{ ital "nm"} } } } "." { {dφ} over { ital "dt"} } {} } } {}

IW=φm2Rδ+Rt+Wnm2rnmIW=φm2Rδ+Rt+Wnm2rnm size 12{ ital "IW"= { {φ rSub { size 8{m} } } over {2} } left [ left (R rSub { size 8{δ} } +R rSub { size 8{t} } right )+Jω { {W rSub { size 8{ ital "nm"} } rSup { size 8{2} } } over {r rSub { size 8{ ital "nm"} } } } right ]} {}, gọi xt=Wnmrnmxt=Wnmrnm size 12{x rSub { size 8{t} } = { {W rSub { size 8{ ital "nm"} } } over {r rSub { size 8{ ital "nm"} } } } } {}là từ kháng của vòng ngắn mạch thì có:

2 IW = φ m R δ + R t + Jx t 2 IW = φ m R δ + R t + Jx t size 12{2 ital "IW"=φ rSub { size 8{m} } left [ left (R rSub { size 8{δ} } +R rSub { size 8{t} } right )+ ital "Jx" rSub { size 8{t} } right ]} {}

Zt=Rδ+Rt+Jxt:Zt=Rδ+Rt+Jxt: size 12{Z rSub { size 8{t} } =R rSub { size 8{δ} } +R rSub { size 8{t} } + ital "Jx" rSub { size 8{t} } :} {}với Rt: từ trở mạch từ.

Đặc điểm: từ kháng trong mạch xoay chiều tiêu thụ công suất tác dụng.

c) Trong mạch từ xoay chiều có tổn hao dòng xoáy từ trễ làm nóng mạch từ, có thể xem như tổn hao trong vòng ngắn mạch. Nếu gọi Pxt là công suất hao tổn do dòng xoáy và từ trễ thì có thể biểu diễn dưới dạng tương đương như một vòng ngắn mạch.

Pxt=Inm2.rnmPxt=Inm2.rnm size 12{P rSub { size 8{ ital "xt"} } =I rSub { size 8{ ital "nm"} } rSup { size 8{2} } "." r rSub { size 8{ ital "nm"} } } {}hay Pxt=Bnm2rnm=ω2.Wnm22.rnm.φm2Pxt=Bnm2rnm=ω2.Wnm22.rnm.φm2 size 12{P rSub { size 8{ ital "xt"} } = { {B rSub { size 8{ ital "nm"} } rSup { size 8{2} } } over {r rSub { size 8{ ital "nm"} } } } = { {ω rSup { size 8{2} } "." W rSub { size 8{ ital "nm"} } rSup { size 8{2} } } over {2 "." r rSub { size 8{ ital "nm"} } } } "." φ rSub { size 8{m} } rSup { size 8{2} } } {}

Có: ω.Wnm2rnm=2Pxtωφm2=Xnmω.Wnm2rnm=2Pxtωφm2=Xnm size 12{ { {ω "." W rSub { size 8{ ital "nm"} } rSup { size 8{2} } } over {r rSub { size 8{ ital "nm"} } } } = { {2P rSub { size 8{ ital "xt"} } } over { ital "ωφ" rSub { size 8{m} } rSup { size 8{2} } } } =X rSub { size 8{ ital "nm"} } } {}gọi là từ kháng thay thế tương đương đặc trưng cho tiêu hao công suất tác dụng do dòng xoáy và từ trễ.

d) Từ dẫn rò quy đổi

Khác với mạch một chiều vì:

- Sức từ động tổng F=IW sức từ động đoạn X là FX=IW.xlFX=IW.xl size 12{F rSub { size 8{X} } = ital "IW" "." { {x} over {l} } } {}

Wx=WxlWx=Wxl size 12{W rSub { size 8{x} } =W { {x} over {l} } } {}từ thông mắc vòng đoạn x là yrx=Wx.frxyrx=Wx.frx size 12{y rSub { size 8{ ital "rx"} } =W rSub { size 8{x} } "." f rSub { size 8{ ital "rx"} } } {}

Cuối cùng có : Gr=g.l3Gr=g.l3 size 12{G rSub { size 8{r} } = { {g "." l} over {3} } } {}là từ dẫn rò trong mạch xoay chiều.

Về phương pháp tính toán mạch từ xoay chiều cũng giống ở mạch từ một chiều nhưng phải lưu ý bốn đặc điểm trên. Ví dụ mạch từ xoay chiều như hình minh họa:

Hình 10
Hình 10 (graphics10.png)

- Khi vẽ mạch từ đẳng trị phải xét đến tác dụng của vòng ngắn mạch, tổn hao dòng xoáy và từ trễ.

- Khi nắp đóng, bỏ qua từ thông rò nhưng phải kể đến từ trễ và từ kháng mạch từ nên dạng như hình minh họa a.

- Khi nắp mạch từ mở, có thể bỏ qua từ trở và từ kháng của mạch từ, nhưng phải xét đến từ thông rò cho nên mạch từ đẳng trị có dạng như hình minh họa b.

Hình 11
Hình 11 (graphics11.png)

Collection Navigation

Content actions

Download:

Collection as:

EPUB (?)

What is an EPUB file?

EPUB is an electronic book format that can be read on a variety of mobile devices.

Downloading to a reading device

For detailed instructions on how to download this content's EPUB to your specific device, click the "(?)" link.

| More downloads ...

Module as:

PDF | More downloads ...

Add:

Collection to:

My Favorites (?)

'My Favorites' is a special kind of lens which you can use to bookmark modules and collections. 'My Favorites' can only be seen by you, and collections saved in 'My Favorites' can remember the last module you were on. You need an account to use 'My Favorites'.

| A lens I own (?)

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

| External bookmarks

Module to:

My Favorites (?)

'My Favorites' is a special kind of lens which you can use to bookmark modules and collections. 'My Favorites' can only be seen by you, and collections saved in 'My Favorites' can remember the last module you were on. You need an account to use 'My Favorites'.

| A lens I own (?)

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

| External bookmarks