0.5 Cơ cấu điện từ  (Page 4/4)

Sức từ động trên một đoạn x là $F_X=\text{IW}\text{.}\frac{x}{l}$ theo vi phân dx là ${\mathrm{d\phi }}_{\text{rx}}=F_x\text{.}g\text{.}\text{dx}$ (g: từ dẫn rò trên đơn vị chiều dài x).

$\underset{0}{\overset{x}{\int }}{\mathrm{d\phi }}_{\text{rx}}=\underset{0}{\overset{x}{\int }}{F}_x\text{.}g\text{.}\text{dx}=\frac{\text{IW}\text{.}g}{l}\text{.}\frac{x^2}{2}={\phi }_{\text{rx}}$

Khi x = 0 thì $\text{coï}{\phi }_{\text{rx}}=0;x=l$ nên :

${\phi }_{\text{rx}}={\phi }_r=\text{IW}\text{.}g\text{.}\frac{l}{2}$

Có thể xem từ thông rò r chạy qua một từ dẫn tập trung có giá trị bằng $g\text{.}\frac{l}{2}$ , 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 :

$\sigma =\frac{\phi }{{\phi }_{\delta }}=\frac{{\phi }_{\delta }+{\phi }_r+{\phi }_t}{{\phi }_{\delta }}=1+\frac{{\phi }_r+{\phi }_t}{{\phi }_{\delta }}$

Với:

 : từ thông tổng do cuộn dây sinh ra

: từ thông khe hở

r: từ thông rò

vì  tỉ lệ với từ dẫn nên:

$\sigma =\frac{G_{\delta }+G_r+G_t}{G_{\delta }}$

Trong đó:

- Khi nắp mở r lớn thì lấy =(1,8 $¸$ 3).

- Khi nắp đóng r nhỏ thì lấy =(1,05 $¸$ 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.

- 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:

$\begin{array}{}\text{IW}+I_{\text{nm}}{W}_{\text{nm}}=\phi R_{\delta }+R_t\\ \text{nãn coï:}\text{IW}=\phi R_{\delta }+R_t+\frac{W_{\text{nm}}^2}{r_{\text{nm}}}\text{.}\frac{\mathrm{d\phi }}{\text{dt}}\end{array}$

$\text{IW}=\frac{{\phi }_m}{2}\left[R_{\delta }+R_t+\mathrm{J\omega }\frac{W_{\text{nm}}^2}{r_{\text{nm}}}\right]$ , gọi $x_t=\frac{W_{\text{nm}}}{r_{\text{nm}}}$ là từ kháng của vòng ngắn mạch thì có:

$2\text{IW}={\phi }_m\left[R_{\delta }+R_t+{\text{Jx}}_t\right]$

$Z_t=R_{\delta }+R_t+{\text{Jx}}_t:$ 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.

$P_{\text{xt}}=I_{\text{nm}}^2\text{.}{r}_{\text{nm}}$ hay $P_{\text{xt}}=\frac{B_{\text{nm}}^2}{r_{\text{nm}}}=\frac{{\omega }^2\text{.}{W}_{\text{nm}}^2}{2\text{.}{r}_{\text{nm}}}\text{.}{\phi }_m^2$

Có: $\frac{\omega \text{.}{W}_{\text{nm}}^2}{r_{\text{nm}}}=\frac{{\mathrm{2P}}_{\text{xt}}}{{\text{ωφ}}_m^2}=X_{\text{nm}}$ 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 $F_X=\text{IW}\text{.}\frac{x}{l}$

$W_x=W\frac{x}{l}$ từ thông mắc vòng đoạn x là $y_{\text{rx}}=W_x\text{.}{f}_{\text{rx}}$

Cuối cùng có : $G_r=\frac{g\text{.}l}{3}$ 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:

- 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.