磁力和磁力矩的计算

合集下载

磁铁的反应力计算公式

磁铁的反应力计算公式

磁铁的反应力计算公式磁铁是一种能够产生磁场并且对其他磁性物质产生作用力的物质。

在物理学中,我们常常需要计算磁铁对其他物体的作用力,这就需要使用磁铁的反应力计算公式。

本文将介绍磁铁的反应力计算公式及其应用。

磁铁的反应力计算公式可以用来计算磁铁对其他物体的作用力,其公式如下:\[ F = \frac{{\mu_0 \cdot m_1 \cdot m_2}}{{4\pi r^2}} \]其中,F代表磁铁对物体的作用力,单位为牛顿(N);μ₀代表真空中的磁导率,其数值为4π×10^-7 T·m/A;m₁和m₂分别代表两个磁体的磁矩,单位为安培·米²(A·m²);r代表两个磁体之间的距离,单位为米(m)。

通过这个公式,我们可以计算出磁铁对其他物体的作用力。

在实际应用中,我们可以通过测量磁体的磁矩和距离,然后代入公式进行计算,从而得到磁铁对物体的作用力。

除了上述的简单情况,实际应用中还会遇到更加复杂的情况,比如多个磁体相互作用的情况。

在这种情况下,我们可以使用叠加原理来计算总的作用力。

叠加原理指出,多个磁体对某一点的作用力等于各个磁体对该点的作用力的矢量和。

因此,我们可以将各个磁体对某一点的作用力按照矢量相加的原则来计算总的作用力。

在工程和科学研究中,磁铁的反应力计算公式被广泛应用。

比如在电机、发电机、变压器等设备中,磁铁对铁芯的作用力是非常重要的,需要通过计算来确定磁铁的尺寸和位置,以确保设备的正常运行。

此外,在磁学研究中,磁铁的反应力计算公式也被用来研究磁场的分布和磁力的作用规律。

除了磁铁对物体的作用力,磁铁还会受到外部磁场的影响。

在外部磁场的作用下,磁铁内部的磁矩会发生变化,从而产生磁化力和磁化矩。

这种情况下,我们可以通过磁化力和磁化矩的计算公式来计算磁铁在外部磁场下的受力和受力矩。

总的来说,磁铁的反应力计算公式是研究磁铁作用力的重要工具,它可以帮助我们计算磁铁对其他物体的作用力,并且可以应用到工程和科学研究中。

磁力和磁力矩的计算

磁力和磁力矩的计算

第6章磁力的计算由理论力学可知,体系在某一方向的力和力矩等于在该方向的能量梯度,可表达为:矩,二一旋转角。

1 •吸引力的计算1)气隙能量有解的表达式2)如果气隙较大,B g 不均匀,能量表达式由(3)得引力应为B ;A g 8■:为了计算方便,将上式化为:F 且A (4965 丿^dV如果J r 时,」0应改为J 0 J r0 ,此式由计算F i_:W,T 二(6-1)式中,W —为体系的能量,q i —在i 方向的坐标, T —作用在二方向的力式中,由上式得吸引力F —吸引力 N , B gB :A g L gB ;A g L(6-2)(6-3 )A g —板面积 m 2, Jo —真空磁导率(6-4)式中,F —吸引力d yn , B g — GA g — cm 2。

(6-5 )式中,F —kgf , B g — G , A g2—cm(6-6 )dV 为气隙体积元,积分在全部气隙中进行,机求出W,再由二巴求出F i旳3)也可不先求W,直接按下式求出磁吸引力F :F = pdsF――作用于磁体上的磁吸引力;s ——包围该物体的任意表面;p——作用于该表面上的应力;p的表达式为:■ 1 2 "p n B B Bn0 2 0n――沿积分表面s法线方向的单位矢量;B――磁感应强度矢量4)下面介绍RC°5与铁氧体之间的磁吸引力。

试验证明,在永磁体直径D等于高度L m时,吸引力最大。

故假定L m= D =1,此时, 气隙磁密B g可用下列公式(注:此法由磁核积分法导出)在磁力试验中发现永磁体的B H C也起作用,故将上式改为: (6-7) (6-8)B g(6-9)=B rB r=3500G ,B HC = 2250O e d外=::'5.0cm , d内=::J3.2cm例,求两个铁氧圆环之间的吸引力。

两环的磁特性和几何尺寸为:B r=3500G ,B HC = 2250O e d外=::'5.0cm , d内=::J3.2cm高度L m=1.5cm1可把圆环看成是直径D d外一d内和高度L m的圆柱绕z轴旋转而成的,故可用(6)和(10)式联立求解。

磁力和磁力矩的计算

磁力和磁力矩的计算

第6章磁力的计算由理论力学可知,体系在某一方向的力和力矩等于在该方向的能量梯度,可表达为:式中,W 一为体系的能量,%—在i 方向的坐标,F —i 方向的力,作用在3方向的力 矩,。

一旋转角。

1. 吸引力的计算 1) 气隙能量有解的表达式:由上式得吸引力:B ;AA式中,F —吸引力(N),诳一气隙磁密气一板面积即"真空磁导率(4/rxlO-7%)2) 如果气隙较大,乩不均匀,能量表达式由(3)得引力应为:8式中,F —吸引力心),B 「G, A^-cm为了计算方便,将上式化为:式中,F —kgf, Bg —G , — cmdV 为气隙体积元,积分在全部气隙中进行,如果〃,工1时,〃u 应改为3,0,此式由计算dW F dw ——,T =—— F = ----- ,T = ---叫 8Q机求出W,再由—求出F/3) 也可不先求W,直接按下式求出磁吸引力户:户=jj 万石(6-7)F ——作用于磁体上的磁吸引力;5一一包国该物体的任意表而: P ——作用于该表面上的应力; P 的表达式为:p = l^(n-B )B- — B 2h(6-8)Ao 尸 2〃。

n ——沿积分表而s 法线方向的单位矢量: B ——磁感应强度矢量4) 下而介绍AC 。

、与铁氧体之间的磁吸引力。

试验证明,在永磁体直径D 等于高度时,吸引力最大。

故假定L in ^D = l,此时, 气隙磁密可用下列公式(注:此法由磁核积分法导出)。

ft在磁力试验中发现永磁体的H H C 也起作用,故将上式改为:例,求两个铁氧圆环之间的吸引力。

两环的磁特性和几何尺寸为:B r = 3500 G , H H c = 2250 O e , d 外=^5.0cni , c/*=<E>3.2c 〃7B^E B H C I(6-9)高度L m = 1.5cm可把圆环看成是直径0 = 1(〃外一〃内)和高度九,的圆柱绕z轴旋转而成的,故可用(6)2和(10)式联立求解。

磁力和磁力矩的计算

磁力和磁力矩的计算

第6章 磁力的计算由理论力学可知,体系在某一方向的力和力矩等于在该方向的能量梯度,可表达为:ii i WT q W F θ∂∂=∂∂=, (6-1) 式中,W —为体系的能量,i q —在i 方向的坐标,i F —i 方向的力,T —作用在θ方向的力矩,θ—旋转角。

1.吸引力的计算1) 气隙能量有解的表达式:22μgg g L A B W =或π82gg g L A B W =(6-2)由上式得吸引力:22μgg A B F =(6-3)式中,F —吸引力()N ,g B —气隙磁密()2mWb,gA —板面积()2m ,0μ—真空磁导率()mH7104-⨯π2) 如果气隙较大, g B 不均匀,能量表达式由(3)得引力应为:π82gg A B F =(6-4)式中,F —吸引力()yn d ,g B —G ,g A —2cm 。

为了计算方便,将上式化为:g g A B F 24965⎪⎪⎭⎫⎝⎛= (6-5)式中,F —kgf ,g B —G ,g A —2cm 。

dV B W g ⎰⎰⎰=0221μ (6-6)dV 为气隙体积元,积分在全部气隙中进行,如果1≠r μ时,0μ应改为0μ0r μ,此式由计算机求出W ,再由iq W∂∂求出i F 。

3) 也可不先求W ,直接按下式求出磁吸引力F:⎰⎰∇=s d p F(6-7)F——作用于磁体上的磁吸引力; s——包围该物体的任意表面; p——作用于该表面上的应力; p的表达式为:()n B B B n p 200211μμ-⋅= (6-8) n——沿积分表面s 法线方向的单位矢量;B——磁感应强度矢量4) 下面介绍05RC 与铁氧体之间的磁吸引力。

试验证明,在永磁体直径D 等于高度m L 时,吸引力最大。

故假定1=≠D L m ,此时,气隙磁密g B 可用下列公式(注:此法由磁核积分法导出)。

⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=211D L D L B B g g r g 在磁力试验中发现永磁体的C B H 也起作用,故将上式改为:⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=211D L D L H B B g g C B r g (6-9) 例,求两个铁氧圆环之间的吸引力。

磁力大小计算公式

磁力大小计算公式

磁力大小计算公式磁力,这东西看不见摸不着,却有着神奇的力量。

咱们今儿就来好好聊聊磁力大小的计算公式。

先来说说磁力是啥。

想象一下,两块磁铁,它们之间好像有一种无形的手拉着手或者互相推搡的力量,这就是磁力。

在生活中,磁力的应用那可多了去啦,比如磁悬浮列车,靠着磁力“飘”在空中,又快又稳;还有咱们常见的扬声器,也是利用磁力让声音变得响亮动听。

那磁力大小到底咋计算呢?这就得提到一个重要的公式:F = k ×(m1 × m2) / r²。

这里的 F 就是磁力的大小,k 是一个常数,m1 和 m2 分别是两个磁体的磁矩,r 是它们之间的距离。

我记得有一次,我给学生们讲这个公式的时候,有个小家伙一脸迷糊地问我:“老师,这磁矩是啥呀?”我就笑着告诉他:“磁矩啊,就像是磁体的‘力气’大小,有的磁体‘力气大’,有的‘力气小’。

” 这孩子似懂非懂地点点头,那模样可逗了。

咱们再仔细瞅瞅这个公式。

常数 k 呢,在不同的情况中可能会有不同的值。

而磁矩 m1 和 m2 ,它们取决于磁体本身的性质和大小。

距离r 就很好理解啦,两个磁体离得越远,磁力就越小,就像两个好朋友,离得远了,互相的影响力也就弱了。

比如说,有两个条形磁铁,一个比较长比较粗,另一个短而细。

当它们离得很近的时候,你能明显感觉到它们之间强烈的吸引力或者排斥力。

可要是把它们慢慢拉开距离,那种力量就逐渐减小。

这就是公式中距离 r 起作用啦。

在实际应用中,这个公式可重要了。

比如工程师在设计电动机的时候,就得精确计算磁力的大小,才能让机器高效运转。

要是算错了,那可就麻烦啦,机器可能就会出故障,转不动或者转得不对劲。

再举个例子,在一些科学实验中,研究人员想要探究磁场对微小粒子的作用,就得通过这个公式来计算磁力大小,从而预测粒子的运动轨迹。

总之啊,磁力大小的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们搞清楚每个元素的含义,多结合实际情况去理解,就不难掌握啦。

磁场的磁矩与磁功

磁场的磁矩与磁功

磁场的磁矩与磁功磁场是指由磁体产生的一种力场,能够对周围的物体产生磁力的作用。

磁矩是描述物体对外界磁场的反应能力的量,磁功则是磁场对物体作用时所做的功。

本文将从磁矩和磁功两个方面进行探讨。

I. 磁矩磁矩是描述物体磁性的物理量。

对于一个具有磁性的物体而言,其分子内部的电子不仅按照自转的方式运动,还存在一种围绕自身轴心旋转的运动,即自旋运动。

这两种运动所产生的磁矩会叠加,形成物体整体的磁矩。

具体来说,磁矩的大小与物体内部的电子数目、电子自旋的方向以及电子轨道形状等因素有关。

磁矩的方向则由该物体的南北极来决定,南极是磁矩从内部向外部指向的一侧,而北极则相反。

II. 磁矩的计算对于一根导线而言,其所带电流在产生磁场时,也会同时产生磁矩。

通过安培环路定理和比奥萨伐尔定律,可以推导出计算导线磁矩的公式。

对于一段长度为L、电流为I的导线而言,其磁矩的计算公式为:μ = I * L,其中,μ表示磁矩。

该公式表明磁矩的大小与电流和导线长度成正比。

III. 磁功的概念磁功是指磁场对物体所做的功。

当物体在外磁场中运动时,由于磁场对物体具有一定的作用力,这个作用力将会对物体进行功的转化。

以一个具有磁性的物体在磁场中受力而发生位移为例,该物体在受力作用下会做功。

根据功的定义,功可以表示为力与位移的乘积。

在磁场中,物体所受作用力的方向与位移的方向相同,因此可以将磁力与位移相乘得到磁功。

具体来说,磁功可以用以下公式表示:W = F * d,其中,W表示磁功,F表示受力,d表示位移。

IV. 磁功的计算在计算磁功时,需要考虑力的大小、作用点的位移以及力与位移的夹角。

当磁力与位移方向相同时,即夹角为0度时,磁功为正;当夹角为180度时,磁功为负。

当夹角为90度时,磁功为零,因为此时力与位移垂直。

对于一个物体在磁场中运动的情况,若磁力的大小为F,位移的大小为d,力与位移的夹角为θ时,可以使用以下公式计算磁功:W = F * d * cosθ。

磁力矩的计算公式推导

磁力矩的计算公式推导

磁力矩的计算公式推导好的,以下是为您生成的关于“磁力矩的计算公式推导”的文章:咱先来说说磁力矩这玩意儿。

磁力矩啊,在物理学里可是个挺重要的概念。

有一次,我在实验室里捣鼓一个小小的电磁装置,就深深感受到了磁力矩的奇妙。

那是一个简单的线圈放在磁场中的实验。

我小心翼翼地调整着线圈的角度和位置,眼睛紧紧盯着仪器上的数据变化,心里琢磨着这磁力矩到底是怎么回事。

咱们从基础开始哈,先来讲讲什么是力矩。

力矩呢,简单说就是使物体转动的力乘以力臂。

那磁力矩又是啥?磁力矩就是磁场对通电线圈产生的让它转动的效果。

那磁力矩的计算公式是咋来的呢?咱们假设一个矩形的通电线圈,它的边长分别是 a 和 b ,放在一个磁感应强度为 B 的匀强磁场中,线圈中通的电流是 I 。

先看这个线圈的其中一条边,比如说长度为 a 的这条边,电流方向垂直于磁场方向,那它受到的安培力大小就是 F1 = B * I * a 。

再看另一条边,长度为 b 的这条边,电流方向也垂直于磁场方向,它受到的安培力大小就是 F2 = B * I * b 。

这两个力大小虽然不同,但是它们都让线圈有转动的趋势。

接下来,咱们假设线圈平面和磁场方向的夹角是θ。

那这两个力产生的力矩是多少呢?对于 F1 ,它的力臂是b * sinθ ,所以它产生的力矩就是 M1 = F1 * b * sinθ = B * I * a * b * sinθ 。

对于 F2 ,它的力臂是a * sinθ ,所以它产生的力矩就是 M2 = F2 * a * sinθ = B * I * a * b * sinθ 。

因为这两个力矩的方向是相同的,所以整个线圈受到的磁力矩就是M = M1 + M2 = B * I * a * b * sinθ 。

如果咱们把这个矩形线圈的面积表示为 S = a * b ,那磁力矩的公式就可以写成M = B * I * S * sinθ 。

这就是磁力矩的计算公式的推导过程啦!再回到我在实验室的那次经历,当我按照不同的参数调整实验装置时,通过测量和计算得出的磁力矩结果,和我们刚刚推导出来的公式完美吻合!那种理论和实践相结合的感觉,真的太爽了!在学习磁力矩的过程中,咱们得多多动手做实验,多思考,才能真正理解它的本质。

磁力计算公式及说明

磁力计算公式及说明

磁力计算公式及说明好嘞,以下是为您生成的关于“磁力计算公式及说明”的文章:咱先来说说磁力这玩意儿。

磁力,简单说就是能让磁体产生相互作用的一种力。

就好像两个好朋友,有时候互相吸引,有时候又互相排斥。

在物理学里,计算磁力大小可是有专门的公式哒。

其中一个常见的就是安培力公式,F = BILsinθ。

这里的 F 代表安培力的大小,B 呢,是磁感应强度,I 是电流强度,L 是导体在磁场中的有效长度,而θ 则是电流方向与磁场方向的夹角。

举个例子啊,我曾经在实验室里看到过这样一个有趣的实验。

老师让我们用一根长长的导线,通上电流,然后放在一个磁场中。

那导线就像被施了魔法一样,开始移动起来。

当时我就在想,这到底是咋回事呢?后来才明白,这就是磁力在起作用。

通过计算相关的数据,用安培力公式就能算出磁力的大小。

再来说说另一个公式,叫洛伦兹力公式,F = qvBsinθ。

这里的 q 是电荷量,v 是电荷的运动速度。

这个公式主要用来计算运动电荷在磁场中受到的力。

有一次,我在家自己捣鼓小实验。

找了个小磁铁,还有一些小铁钉。

我发现,当我把磁铁靠近铁钉的时候,那些铁钉一下子就被吸过去了。

我就在想,这磁力可真神奇啊!如果我能精确地算出这磁力的大小,是不是就能更好地理解这个现象呢?其实啊,磁力的计算可不只是在课本上的公式和数字,在我们的日常生活中也到处都有它的影子。

比如说,电动机就是利用磁力的原理工作的。

还有磁悬浮列车,那速度快得惊人,靠的也是磁力让列车悬浮起来,减少了摩擦。

回到磁力计算公式,要想准确计算磁力,就得搞清楚每个参数的含义和测量方法。

磁感应强度 B 可以通过专门的仪器来测量,电流强度 I 用电流表就能测出来,电荷的运动速度 v 也有相应的测量手段。

在学习磁力计算公式的过程中,可不能死记硬背哦。

得理解每个符号背后的物理意义,多做一些练习题,多观察生活中的磁力现象,这样才能真正掌握这门学问。

就像我之前提到的在实验室看到的那个导线移动的实验,只有真正理解了其中的原理,才能明白磁力计算公式的精妙之处。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第6章 磁力的计算由理论力学可知,体系在某一方向的力和力矩等于在该方向的能量梯度,可表达为:ii i WT q W F θ∂∂=∂∂=, (6-1) 式中,W —为体系的能量,i q —在i 方向的坐标,i F —i 方向的力,T —作用在θ方向的力矩,θ—旋转角。

1.吸引力的计算1) 气隙能量有解的表达式:22μgg g L A B W =或π82gg g L A B W =(6-2)由上式得吸引力:22μgg A B F =(6-3)式中,F —吸引力()N ,g B —气隙磁密()2mWb,gA —板面积()2m ,0μ—真空磁导率()mH7104-⨯π2) 如果气隙较大, g B 不均匀,能量表达式由(3)得引力应为:π82gg A B F =(6-4)式中,F —吸引力()yn d ,g B —G ,g A —2cm 。

为了计算方便,将上式化为:g g A B F 24965⎪⎪⎭⎫⎝⎛= (6-5)式中,F —kgf ,g B —G ,g A —2cm 。

dV B W g ⎰⎰⎰=0221μ (6-6)dV 为气隙体积元,积分在全部气隙中进行,如果1≠r μ时,0μ应改为0μ0r μ,此式由计算机求出W ,再由iq W∂∂求出i F 。

3) 也可不先求W ,直接按下式求出磁吸引力F:⎰⎰∇=s d p F(6-7)F——作用于磁体上的磁吸引力;s——包围该物体的任意表面; p——作用于该表面上的应力; p的表达式为:()n B B B n p 200211μμ-⋅= (6-8) n——沿积分表面s 法线方向的单位矢量; B——磁感应强度矢量4) 下面介绍05RC 与铁氧体之间的磁吸引力。

试验证明,在永磁体直径D 等于高度m L 时,吸引力最大。

故假定1=≠D L m ,此时,气隙磁密g B 可用下列公式(注:此法由磁核积分法导出)。

⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=211D L D L B B g g r g 在磁力试验中发现永磁体的C B H 也起作用,故将上式改为:⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=211D L D L H B B g g C B r g (6-9) 例,求两个铁氧圆环之间的吸引力。

两环的磁特性和几何尺寸为:G B r 3500= , e C B O H 2250= , cm d 0.5Φ=外 , cm d 2.3Φ=内高度cm L m 5.1= 可把圆环看成是直径()内外-d d D 21=和高度m L 的圆柱绕z 轴旋转而成的,故可用(6)和(10)式联立求解。

试验结果和计算结果表面,当相对气隙5.0<DL g以前计算值和试验值相近。

2. 排斥力的计算由库伦定律可知,排斥力在数值上与吸引力相等,22104r Q Q F m m πμ= (6-10)当1m Q 与2m Q 符号相同,为排斥力; 当1m Q 与2m Q 符号相反,为吸引力。

这个条件()斥引=F F 对于线性退磁曲线的铁氧体和稀土 铬永磁体,基本满足,而对于o i C N A 1等的永磁体不满足。

这个条件即使对5O RC ,吸引力也稍大于排斥力。

这是由于在排斥条件下,有一磁矩偏离原来的方向,从而使磁板厚度有所减小。

如果两个永磁体的退磁曲线与纵坐标的交角接近450,则M 在退磁场中变化越微小。

例,利用磁荷积分法,求出吸引力与排斥力,将排斥力的计算值与试验值比较,可知:1)当5.0≈DL g时,计算值和试验值接近;2)当g L 较小时,计算值大于试验值; 3)当g L 大时,计算值小于试验值。

故在利用排斥力的系统中,为了稳定,常使用中等气隙。

因为气隙太小时,排斥力与气隙的曲线太陡。

气隙稍有变化,排斥力变化太大,不利于稳定。

而气隙g L 太大,则排斥力太小,需要使用更多的永磁材料。

所以选择中等气隙较合适。

3. 力矩的计算1) 永磁力矩电机的力矩。

Φ=NI C T e (6-11)T ——力矩(m N ⋅,除以9.8九化为m kgf ⋅); e C ——常数,决定于电机的具体结构; NI ——每板的总电流(A ); Φ——每板的磁通量(Wb ). 2) 磁力传动器的力矩计算。

平面轴向磁力传动器。

静止时,永磁体的工作点在A ,这是低状态,转动时,主动体与被动体有一个角度差(或较相位差)θ,永磁体的工作点在C ,这是高状态,它的能量用下式计算:()12218H H B V OAC W r m -=⎪⎭⎫⎝⎛=π面积 (6-12)m V 为全部永磁体的体积,m m m L A V 2=在A 点有:()()()()⎪⎩⎪⎨⎧==g g k mgg f m L H k L H A B k A B 111111 (6-13) 在C 点有:()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧+==22222222θr L H k L H A B k A B g g r mg g f m (6-14) 上两式各符号的意义与磁导法中相同。

角标1对应A 点,角标2对应C 点。

假定,m g A A = (忽略漏磁),()()()()2211,gg g g H B H B == 上面条件在空气和真空中成立,在A1,C u ,无磁不锈钢中也基本成立,得:()()()()()2222221111θr L L H k k B L L H k k B g m r f g m r f +== (6-15)利用B H B r =-μ的关系,求出()()()()()()()()⎪⎭⎫⎝⎛++=+=2222211111θr L L k k B H L L k k B H g mr f rg m r f r(6-16)于是得到能量表达式:()()()()()()()()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-⎪⎭⎫ ⎝⎛++=g mr f gm r f r m L L k k r L L k k B V W 11222221111821θπ (6-17) 进一步计算力矩:()()()[]()()()()2222223222221821⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++=∂∂=θθθπθr L L k k r r r L L k k B V W T g m rf gm r fr m (6-18) 令,()ϕθcos 22=+r R L gg()ϕθθsin 22=+r L r g代入(23)式,得:()()()()22222222cos 1cos sin 821⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g m r f g m r f r m L L k k L rL k k B V T ϕϕϕπ (6-19)当()()22r fk k =1时,欲得到最大力矩m ax T ,由式(24)确定条件是:3,4.500==g m L L ϕ 代入式(24)中,得,()cm d r A B T yn m r ⋅⨯⨯=-22max 1032.1式中,r B ——G;m A ——2cm ,永磁体的面积;r ——cm ,永磁体的半径。

注意:(a ) 当()()22r f k k 和g m L L 的值变化时,ϕ的最佳值也要变化;(b ) 在g L 较大的场合,()()22r f k k =1和3=g m L L 这两个条件不能试验,这时得到的力矩明显小于m ax T 。

m ax T 时理想设计的最大值,在g L 较小时,能接近m ax T 。

(c ) 实际计算时应考虑气隙磁密分布的状态(它和极数有关)。

系数η,当气隙磁密时理想的矩形波时,η为1.0;当气隙磁密分布时理想的正方形波时,η为0.5。

当气隙磁密在两者之间,η在0.5与1.0之间取值。

为设计留有余量,一般取η=0.5。

(d ) 由气隙磁能求力和力矩气隙磁电W g 可通过气隙磁通g φ,气隙磁压降g ℑ,和气隙磁导P g 来表示:g g g g g g g p p W 22212121ℑ==ℑ=φφ (6-20)按理论力学求力和力矩的法则,在x 方向的力,()()()xp x p x x W F gg g g g g gx ∂ℑ∂=∂∂=∂ℑ∂=∂∂=22212121φφ (6-21)θ方向的力矩,()()()θφθφθφθ∂ℑ∂=∂∂=∂ℑ∂=∂∂=gg g g g g gp p W T 22212121 (6-22)例, 求两平行磁极之间的吸引力。

气隙截面g A ,间隙g L ,ggg L A p 0μ=, g g g L H =ℑ , g g g A B =φ()g g g g g g g g g g A L H L A L H p W 200222112121μμ=+=ℑ=或()()g g g g g g g g g A L B A L A B p 20022212121μμφ===或g g g g g g A L H B 2121=ℑ=φ 轴向吸引力x F ,g g g g g g g gg g x A H B A B A H L W xW F 2121212020===∂∂=∂∂=μμ 这三个式子是等价的,因为,g g H B 0μ=式中,()()()()m H N F m A m A H m Wb B g g g 7022104,,,,-⨯=πμ例2, 同轴圆柱表面由径向磁通引起的轴向力。

同轴圆柱表面的径向气隙g L ,可动小圆柱的半径1r ,深入大圆筒内的深度为l ,欲求小圆柱所受的轴向力z F 。

解:径向气隙中的磁导g p ,()gg g L L r p 2210+=πμ()2102221g gg g g z L L r l p F ℑ+=∂∂ℑ=πμ 或()221024gg gl L r L φπμ-+=例3, 求同轴圆柱面之间的力矩。

转子半径为1r ,定子的单边气隙为g L ,转子离开平衡位置的转角为θ(单位为弧度)。

气隙磁导g p ,()gg g L L L r p 2210θμ+=()gg g L LL r p 2210+=∂∂μθ力矩()21024221g g g g g L L L r p T ℑ+=∂∂ℑ=μθ ,或()21022θμφL L r g g +=。

相关文档
最新文档