Что такое магнитопровод: конструкция, виды, использование

Советы электрика
Нет комментариев
447 просмотров

магнитопроводЕсть такие важные детали, без которых не смогут работать очень многие устройства. Казалось бы, сами по себе они никак использоваться не могут, а вот в составе конструкции того или иного механизма просто незаменимы. К таким деталям относится магнитопроводы. Они используются в трансформаторах, дросселях, пускателях, реле. И это еще не полный список. Магнитопроводы применяются в магнитных головках, запоминающих устройствах, генераторах и электродвигателях. Список внушает, не правда ли? Давайте же попробуем разобраться, что такое магнитопровод, и почему он незаменимый помощник в работе электрических устройств.

Магнитопроводом называется механизм, предназначенный для того, чтобы через него с небольшими потерями проходил магнитный поток, который возбуждается при помощи электротока в обмотке того устройства, к которому и относится наш магнитопровод. Именно способность переводить электрическую энергию в магнитную, делает его таким полезным для работы многих устройств.

Конструкция магнитопровода

Прежде чем говорить о конструкции магнитопровода, следует ввести несколько понятий. Прежде всего обозначим, что в его состав входят 2 основные группы веществ, по своим магнитным свойствам подразделяющиеся на слабомагнитных и сильномагнитных. На эти группы они подразделяются в зависимости от такого свойства, как магнитная проницаемость, которая определяется как между показателем магнитная индукция и величиной приложенного напряжения. В соответствии с этой зависимостью вещества можно разделить на ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. У первой группы магнитные свойства выражены явно, а у двух последних – слабо. Но у ферромагнетика есть особенность, о которой нельзя не упомянуть. У них есть 1 максимальная точка индукции (она называется еще моментом насыщения), достигая которой индукция начинает снижаться. При расчетах магнитной цепи используется именно это максимальное значение.
Когда напряженность перестает воздействовать на вещество, некоторые магнитные свойства у него остаются. Если в этот момент мы воспользуемся воздействием противоположного поля, то вещество будет расходовать энергию на его преодоление.

С этим свойством связана такая особенность цепи с переменным электромагнитным полем, как то, что индукция отстает от приложенного напряжения. Для характеристики этого свойства используется график, называющийся гистерезисом.гистерезис

Если посмотреть на график, мы увидим разную ширину петли, характеризующей показатели остаточного магнетизма, которые еще называют коэрцитивной силой. В зависимости от ширины этой петли группу ферромагнетиков делят на две подгруппы – с узкой петлей (это мягкие ферромагнетики) и с широкой (а это твердые). К первым относятся такие материалы, как железо. Их сфера применения – трансформаторы, двигатели и генераторы. Вторая категория – это углеродистая сталь и еще некоторые сплавы, применяемые для постоянных магнитов.

Когда выбирается материал на магнитопровод, очень важно учесть потери при гистерзисе, при вихревых токах, а также на последействие.

Важно упомянуть и такую особенность, как специфичность материалов, использующихся для магнитопроводов. Так, например, для устройств переменного тока применяется специальная тонкостенная сталь с легирующими добавками. Она бывает в листах или рулонах. В зависимости от способа производства отличается и цена материала, сталь, произведенная методом холодного проката дороже (но стоит отметить, что у нее и меньше индукционные потери).

Следующим этапом монтажа магнитопровода является вырезание пластин или лент и покрытие их защитным слоем лака и изоляцией.

Следует отметить, что для таких конструкций, как пускатели, контакторы, реле постоянного тока несколько иная технология изготовления магнитопроводов. В этом случае они отливаются цельными деталями.

Виды магнитопроводов и их использование

Давайте чуть подробней остановимся на особенностях магнитопроводов, предназначенных для разных устройств.

Для трансформаторов используются однофазные или трехфазные магнитопроводы. Среди однофазных можно выделить стержневые и броневые устройства. Стержневой магнитопровод состоит из двух стержней, на которые проводится установка двух катушек с обмотками. Броневой магнитопровод состоит из стержня, на котором расположены обмотки и ярма. От стержня происходит раздвоение магнитного потока на 2 части. Такой тип магнитопровода используется в трансформаторе малых мощностей. Это связано с тем, что он не приспособлен к высоким тепловым нагрузкам. Стержневой магнитопровод, у которого больше площадь для охлаждения обмотки, лучше подходит для силовых транформаторов.

Для трехфазных устройств используется либо 3 однофазных конструкции, либо собирается общая обмотка с отдельными ячейками.

Наиболее часто применяемая конструкция в этом случае – это расположение обмоток на отдельном стержне.
Если производство небольшое, то магнитопровод там часто монтируют своими силами из лент-заготовок. То есть на готовую катушку с проводом наматывают ленты из железа – магнитопровод.ленточные магнитопроводы

При этом если используются ленты, то их толщина должна быть 0.2 или 0,35 мм, а если пластины – то 0,35 или 0,5 мм. Это связано с тем, лента должна быть намотана очень плотно, что невозможно сделать, если толщина материала слишком большая.

Для реле и пускателей принципиально конструкция магнитопровода не меняется. Различие лишь в том, что в него входит 2 части – подвижная и стационарная. Если появляется магнитный поток, то подвижная часть с контактом притягивается как магнит, а если нет магнитного потока, то она возвращается в прежнее положение.
Магнитопроводы, работающие с постоянным током, изготавливается при помощи отлива цельной детали, тонкие пластины для них не используются. Сердечник у них круглой формы, а корпус и ярмо – прямоугольные.
Магнитопровод для электрической машины несколько отличается по конструкции. Это связано с наличием подвижного ротора. В магнитопроводе в этом случае делаются пустые пространства для расположения там проводов, ведь внутри них расположены обмотки, где течет ток для обеспечения минимальных габаритов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх