चुंबकीय परिपथ क्या है और इसका उपयोग कहाँ किया जाता है?

"ओ" अक्षर से जुड़ी दो यौगिक जड़ें "चुंबक" और "कंडक्टर" इस ​​विद्युत उपकरण के उद्देश्य को निर्धारित करती हैं, जो एक विशेष कंडक्टर के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह को न्यूनतम या कुछ मामलों में कुछ नुकसान के साथ विश्वसनीय रूप से प्रसारित करने के लिए बनाया गया है।

विद्युत उद्योग व्यापक रूप से विद्युत और चुंबकीय ऊर्जा की परस्पर निर्भरता का उपयोग करता है, उनका एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण। कई ट्रांसफार्मर, चोक, कॉन्टैक्टर, रिले, स्टार्टर, इलेक्ट्रिक मोटर, जनरेटर और इसी तरह के अन्य उपकरण इस सिद्धांत पर काम करते हैं।

उनके डिजाइन में एक चुंबकीय सर्किट शामिल होता है जो विद्युत ऊर्जा को आगे परिवर्तित करने के लिए विद्युत प्रवाह के पारित होने से उत्साहित चुंबकीय प्रवाह को प्रसारित करता है। यह विद्युत उपकरणों की चुंबकीय प्रणाली के घटकों में से एक है।

एक विद्युत उत्पाद (उपकरण) का चुंबकीय कोर (कॉइल फ्लक्स गाइड) - एक विद्युत उत्पाद (उपकरण) की एक चुंबकीय प्रणाली या एक अलग संरचनात्मक इकाई (GOST 18311-80) के रूप में इसके कई भागों का एक सेट।

चुंबकीय कोर किससे बना होता है?

चुंबकीय गुण

इसके डिजाइन में शामिल पदार्थों में विभिन्न चुंबकीय गुण हो सकते हैं। उन्हें आमतौर पर 2 प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

1. कमजोर चुंबकीय;

2. अत्यधिक चुंबकीय।

उन्हें भेद करने के लिए, शब्द का प्रयोग किया जाता है «चुंबकीय पारगम्यता µ», जो लागू बल एच के मूल्य पर निर्मित चुंबकीय प्रेरण बी (बल) की निर्भरता निर्धारित करता है।

उपरोक्त ग्राफ से पता चलता है कि फेरोमैग्नेट्स में मजबूत चुंबकीय गुण होते हैं, जबकि वे पैरामैग्नेट्स और डायमैग्नेट्स में कमजोर होते हैं।

हालांकि, वोल्टेज में और वृद्धि के साथ फेरोमैग्नेट्स का प्रेरण कम होना शुरू हो जाता है, पदार्थ की संतृप्ति के क्षण की विशेषता वाले अधिकतम मूल्य के साथ एक स्पष्ट बिंदु होता है। इसका उपयोग चुंबकीय सर्किट की गणना और संचालन में किया जाता है।

वोल्टेज की क्रिया समाप्त होने के बाद, चुंबकीय गुणों का एक हिस्सा पदार्थ के साथ रहता है, और यदि उस पर विपरीत क्षेत्र लगाया जाता है, तो उसकी ऊर्जा का एक हिस्सा इस अंश को पार करने में खर्च होगा।

इसलिए, वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सर्किट में लागू बल से प्रेरण अंतराल होता है। फेरोमैग्नेट्स के पदार्थ के चुंबकीयकरण पर इसी तरह की निर्भरता को एक ग्राफ कहा जाता है हिस्टैरिसीस.

उस पर, अंक एचके समोच्च की चौड़ाई दिखाते हैं जो अवशिष्ट चुंबकत्व (जबरदस्ती बल) की विशेषता है। उनके आकार के अनुसार, फेरोमैग्नेट्स को दो श्रेणियों में बांटा गया है:

1. नरम, एक संकीर्ण पाश की विशेषता;

2. कठिन, उच्च ज़बरदस्त बल के साथ।

पहली श्रेणी में लोहे और परमोला के नरम मिश्र धातु शामिल हैं। उनका उपयोग ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रिक मोटर्स और अल्टरनेटर के लिए कोर बनाने के लिए किया जाता है क्योंकि वे चुंबकीयकरण को उलटने के लिए न्यूनतम ऊर्जा व्यय करते हैं।

कार्बन स्टील्स और विशेष मिश्र धातुओं से बने हार्ड फेरोमैग्नेट का उपयोग विभिन्न स्थायी चुंबक डिजाइनों में किया जाता है।

चुंबकीय सर्किट के लिए सामग्री चुनते समय, नुकसान को ध्यान में रखा जाता है:

• हिस्टैरिसीस;

• चुंबकीय प्रवाह द्वारा प्रेरित ईएमएफ की कार्रवाई से उत्पन्न एड़ी धाराएं;

• चुंबकीय चिपचिपाहट के कारण परिणाम।

सामग्री (संपादित करें)

मिश्र धातुओं के लक्षण

एसी चुंबकीय सर्किट डिजाइन के लिए, विशेष ग्रेड की शीट या कुंडलित पतली दीवार वाले स्टील को अलग-अलग डिग्री के मिश्र धातु के साथ उत्पादित किया जाता है, जो ठंडे या गर्म रोलिंग द्वारा निर्मित होते हैं। साथ ही, कोल्ड रोल्ड स्टील अधिक महंगा होता है, लेकिन इसमें इंडक्शन लॉस कम होता है।

स्टील की चादरें और कॉइल को प्लेट या स्ट्रिप्स में मशीनीकृत किया जाता है। वे सुरक्षा और इन्सुलेशन के लिए वार्निश की परत से ढके हुए हैं। दो तरफा कवरेज अधिक विश्वसनीय है।

डीसी सर्किट में काम करने वाले रिले, स्टार्टर्स और कॉन्टैक्टर्स के लिए, चुंबकीय कोर ठोस ब्लॉकों में डाले जाते हैं।

एसी सर्किट

ट्रांसफार्मर के चुंबकीय कोर

एकल-चरण उपकरण

उनमें से दो प्रकार के चुंबकीय सर्किट आम ​​हैं:

1. छड़ी;

2. बख़्तरबंद।

पहला प्रकार दो छड़ों के साथ बनाया जाता है, जिनमें से प्रत्येक पर उच्च या निम्न वोल्टेज कॉइल वाले दो कॉइल अलग-अलग रखे जाते हैं। यदि एक एलवी और एलवी कॉइल को बार पर रखा जाता है, तो बड़ी ऊर्जा अपव्यय प्रवाह होता है और रिएक्शन घटक बढ़ जाता है।

छड़ से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह को ऊपरी और निचले योक द्वारा बंद कर दिया जाता है।

बख़्तरबंद प्रकार में कुंडल और योक के साथ एक छड़ होती है जिससे चुंबकीय प्रवाह दो हिस्सों में विभाजित हो जाता है। इसलिए, इसका क्षेत्र योक के क्रॉस-सेक्शन का दोगुना है।ऐसी संरचनाएं अक्सर कम-शक्ति वाले ट्रांसफार्मर में पाई जाती हैं, जहां संरचना पर बड़े तापीय भार नहीं बनते हैं।

उच्च भार के रूपांतरण के कारण पावर ट्रांसफार्मर को वाइंडिंग के साथ एक बड़ी शीतलन सतह की आवश्यकता होती है। समेकित योजना उनके लिए अधिक उपयुक्त है।

तीन चरण के उपकरण

उनके लिए, आप परिधि के एक तिहाई हिस्से में स्थित तीन एकल-चरण चुंबकीय सर्किट का उपयोग कर सकते हैं, या उनके पिंजरों में सामान्य लोहे के कॉइल एकत्र कर सकते हैं।

यदि हम 120 डिग्री के कोण पर स्थित तीन समान संरचनाओं के एक सामान्य चुंबकीय सर्किट पर विचार करते हैं, जैसा कि चित्र के ऊपरी बाएँ कोने में दिखाया गया है, तो केंद्रीय छड़ के अंदर कुल चुंबकीय प्रवाह संतुलित और शून्य के बराबर होगा।

व्यवहार में, हालांकि, एक ही विमान में स्थित एक सरलीकृत डिजाइन, जब तीन अलग-अलग वाइंडिंग एक अलग रॉड पर स्थित होते हैं, अधिक बार उपयोग किया जाता है। इस पद्धति में, अंत कॉइल से चुंबकीय प्रवाह बड़े और छोटे छल्ले से गुजरता है, और बीच से - दो आसन्न लोगों के माध्यम से। दूरियों के असमान वितरण के कारण चुंबकीय प्रतिरोधों का एक निश्चित असंतुलन पैदा हो जाता है।

यह डिज़ाइन गणना और संचालन के कुछ तरीकों, विशेष रूप से सुस्ती पर अलग-अलग प्रतिबंध लगाता है। लेकिन सामान्य तौर पर, चुंबकीय सर्किट की ऐसी योजना व्यापक रूप से व्यवहार में उपयोग की जाती है।

ऊपर की तस्वीरों में दिखाए गए चुंबकीय सर्किट प्लेटों से बने होते हैं, और कॉइल को इकट्ठी छड़ पर रखा जाता है। इस तकनीक का उपयोग स्वचालित कारखानों में एक बड़े मशीनरी पार्क के साथ किया जाता है।

छोटे उद्योगों में, मैनुअल असेंबली तकनीक का उपयोग टेप ब्लैंक्स के कारण किया जा सकता है, जब एक कुंडलित तार के साथ एक कुंडल शुरू में बनाया जाता है, और फिर इसके चारों ओर एक चुंबकीय सर्किट ट्रांसफार्मर लोहे के एक टेप से लगातार घुमावों के साथ स्थापित किया जाता है।

इस तरह के मुड़ चुंबकीय सर्किट भी बार और बख़्तरबंद प्रकार के अनुसार बनाए जाते हैं।

पट्टी प्रौद्योगिकी के लिए, सामग्री की स्वीकार्य मोटाई 0.2 या 0.35 मिमी है, और प्लेटों के साथ स्थापना के लिए, 0.35 या 0.5 या इससे भी अधिक चुना जा सकता है। यह परतों के बीच टेप को कसकर लपेटने की आवश्यकता के कारण है, जो मोटी सामग्री के साथ काम करते समय मैन्युअल रूप से करना मुश्किल होता है।

यदि, रील पर टेप को घुमावदार करते समय, इसकी लंबाई पर्याप्त नहीं होती है, तो इसे इसके विस्तार में शामिल होने की अनुमति दी जाती है और इसे एक नई परत के साथ विश्वसनीय रूप से दबाया जाता है। उसी तरह, छड़ और योक की प्लेटें लैमेलर चुंबकीय सर्किट में इकट्ठी होती हैं। इन सभी मामलों में, जोड़ों को न्यूनतम आयामों के साथ बनाया जाना चाहिए, क्योंकि वे सामान्य रूप से कुल अनिच्छा और ऊर्जा हानि को प्रभावित करते हैं।

सटीक काम के लिए, ऐसे जोड़ों के निर्माण से बचने की कोशिश की जाती है, और जब उन्हें बाहर करना असंभव हो जाता है, तो वे धातु के एक करीबी फिट को प्राप्त करने के लिए किनारे की पीस का उपयोग करते हैं।

मैन्युअल रूप से एक संरचना को इकट्ठा करते समय, प्लेटों को एक-दूसरे को सटीक रूप से उन्मुख करना काफी मुश्किल होता है। इसलिए, उनमें छेद ड्रिल किए गए और पिन डाले गए, जिससे अच्छी सेंटरिंग सुनिश्चित हुई। लेकिन यह विधि चुंबकीय सर्किट के क्षेत्र को थोड़ा कम करती है, बल रेखाओं के पारित होने और सामान्य रूप से चुंबकीय प्रतिरोध को विकृत करती है।

सटीक ट्रांसफॉर्मर, रिले, स्टार्टर्स के लिए चुंबकीय कोर के उत्पादन में विशेषज्ञता रखने वाले बड़े स्वचालित उद्यमों ने प्लेटों के अंदर छिद्रित छिद्रों को छोड़ दिया है और अन्य विधानसभा प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया है।

क्लैड और फ्रंट कंस्ट्रक्शन

प्लेटों के आधार पर बनाए गए चुंबकीय कोर को अलग से योक बार तैयार करके और फिर कॉइल के साथ बढ़ते कॉइल को इकट्ठा किया जा सकता है, जैसा कि फोटो में दिखाया गया है।

एक सरलीकृत बट असेंबली आरेख दाईं ओर दिखाया गया है। इसकी एक गंभीर खामी हो सकती है - "स्टील में आग", जो दिखने में विशेषता है एड़ी धाराएं एक लहरदार लाल रेखा के साथ बाईं ओर नीचे दी गई तस्वीर में दिखाए गए अनुसार महत्वपूर्ण मूल्य के कोर में। यह एक आपात स्थिति पैदा करता है।

यह दोष एक इन्सुलेट परत से समाप्त हो जाता है, जो चुंबकीय प्रवाह की वृद्धि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। और ये ऊर्जा के अनावश्यक नुकसान हैं।

कुछ मामलों में, प्रतिक्रियाशीलता बढ़ाने के लिए इस अंतर को बढ़ाना आवश्यक है। इस तकनीक का उपयोग इंडक्टर्स और चोक में किया जाता है।

ऊपर सूचीबद्ध कारणों के लिए, फेस असेंबली योजना का उपयोग गैर-महत्वपूर्ण संरचनाओं में किया जाता है। चुंबकीय सर्किट के सटीक संचालन के लिए, एक टुकड़े टुकड़े की प्लेट का उपयोग किया जाता है।

इसका सिद्धांत परतों के स्पष्ट वितरण और रॉड और योक में समान अंतराल के निर्माण पर आधारित है ताकि असेंबली के दौरान सभी निर्मित गुहा न्यूनतम जोड़ों से भर जाएं। इस मामले में, रॉड और योक की प्लेटें एक दूसरे के साथ मिलकर एक मजबूत और कठोर संरचना बनाती हैं।

उपरोक्त पिछली तस्वीर आयताकार प्लेटों को जोड़ने की एक टुकड़े टुकड़े की विधि दिखाती है।हालांकि, आमतौर पर 45 डिग्री पर बनाई गई झुकी हुई संरचनाओं में चुंबकीय ऊर्जा का नुकसान कम होता है। इनका उपयोग बिजली ट्रांसफार्मर के शक्तिशाली चुंबकीय सर्किट में किया जाता है।

फोटो समग्र संरचना के आंशिक अनलोडिंग के साथ कई झुकी हुई प्लेटों की असेंबली को दर्शाता है।

इस पद्धति के साथ भी, समर्थन सतहों की गुणवत्ता और उनमें अस्वीकार्य अंतराल की अनुपस्थिति की निगरानी करना आवश्यक है।

इच्छुक प्लेटों का उपयोग करने की विधि चुंबकीय सर्किट के कोनों में चुंबकीय प्रवाह के न्यूनतम नुकसान को सुनिश्चित करती है, लेकिन उत्पादन प्रक्रिया और असेंबली तकनीक को काफी जटिल बनाती है। कार्य की जटिलता बढ़ने के कारण इसका प्रयोग बहुत ही कम किया जाता है।

टुकड़े टुकड़े में विधानसभा विधि अधिक विश्वसनीय है। डिजाइन मजबूत है, कम भागों की आवश्यकता होती है और इसे पूर्व-तैयार विधि का उपयोग करके इकट्ठा किया जाता है।

इस पद्धति से प्लेटों से एक सामान्य संरचना बनाई जाती है। चुंबकीय सर्किट की पूरी असेंबली के बाद, उस पर कॉइल स्थापित करना आवश्यक हो जाता है।

ऐसा करने के लिए, पहले से इकट्ठे हुए ऊपरी योक को अलग करना आवश्यक है, इसके सभी प्लेटों को क्रमिक रूप से हटा देना। इस तरह के एक अनावश्यक ऑपरेशन को खत्म करने के लिए, कॉइल के साथ तैयार वाइंडिंग के अंदर सीधे चुंबकीय सर्किट को असेंबल करने की तकनीक विकसित की गई थी।

टुकड़े टुकड़े संरचनाओं के सरलीकृत मॉडल

कम बिजली ट्रांसफार्मर को अक्सर सटीक चुंबकीय नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती है। उनके लिए, तैयार टेम्प्लेट के अनुसार मुद्रांकन विधियों का उपयोग करके रिक्त स्थान बनाए जाते हैं, इसके बाद इन्सुलेट वार्निश के साथ कोटिंग और अक्सर एक तरफ।

बायां मैग्नेटिक सर्किट असेंबली ऊपर और नीचे के कॉइल में ब्लैंक्स डालने से बनाई गई है, और दाईं ओर आपको सेंटर रॉड को इनर कॉइल होल में मोड़ने और डालने की अनुमति मिलती है। इन विधियों में, सहायक प्लेटों के बीच एक छोटा वायु अंतर बनता है।

सेट को असेंबल करने के बाद, प्लेटों को फास्टनरों द्वारा कसकर दबाया जाता है। चुंबकीय नुकसान के साथ एड़ी की धाराओं को कम करने के लिए, उन पर इन्सुलेशन की एक परत लगाई जाती है।

रिले, स्टार्टर्स के चुंबकीय सर्किट के लक्षण

चुंबकीय प्रवाह के पारित होने के लिए मार्ग बनाने के सिद्धांत समान रहे। केवल चुंबकीय सर्किट को दो भागों में बांटा गया है:

1. जंगम;

2. स्थायी रूप से स्थिर।

जब एक चुंबकीय प्रवाह होता है, तो जंगम आर्मेचर, उस पर तय किए गए संपर्कों के साथ, एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के सिद्धांत से आकर्षित होता है, और जब यह गायब हो जाता है, तो यह यांत्रिक स्प्रिंग्स की कार्रवाई के तहत अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है।

शार्ट सर्किट

प्रत्यावर्ती धारा लगातार परिमाण और आयाम में बदल रही है। ये परिवर्तन चुंबकीय प्रवाह और आर्मेचर के गतिमान भाग में प्रेषित होते हैं, जो गुंजन और कंपन कर सकते हैं। इस घटना को खत्म करने के लिए शॉर्ट सर्किट डालकर मैग्नेटिक सर्किट को अलग किया जाता है।

इसमें चुंबकीय प्रवाह का द्विभाजन और उसके एक भाग का एक चरण परिवर्तन बनता है। फिर, एक शाखा के शून्य बिंदु को पार करते समय, कंपन-निरोधक बल दूसरे में कार्य करता है, और इसके विपरीत।

डीसी उपकरणों के लिए चुंबकीय कोर

इन परिपथों में भँवर धाराओं के हानिकारक प्रभावों से निपटने की कोई आवश्यकता नहीं है, जो स्वयं को हार्मोनिक साइनसोइडल दोलनों में प्रकट करते हैं।चुंबकीय कोर के लिए, पतली प्लेट असेंबलियों का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन वे एक-टुकड़ा कास्टिंग की विधि द्वारा आयताकार या गोल भागों से बने होते हैं।

इस मामले में, जिस कोर पर कॉइल चढ़ा हुआ है वह गोल है, और आवास और योक आयताकार हैं।

प्रारंभिक खींचने वाले बल को कम करने के लिए, चुंबकीय सर्किट के अलग-अलग हिस्सों के बीच हवा का अंतर छोटा होता है।

विद्युत मशीनों के चुंबकीय सर्किट

स्टेटर क्षेत्र में घूमने वाले जंगम रोटर की उपस्थिति के लिए विशेष विशेषताओं की आवश्यकता होती है इलेक्ट्रिक मोटर डिजाइन और जनरेटर। उनके अंदर, कॉइल्स की व्यवस्था करना जरूरी है जिसके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, ताकि न्यूनतम आयाम सुनिश्चित किया जा सके।

इस प्रयोजन के लिए, सीधे चुंबकीय सर्किट में तारों को बिछाने के लिए गुहाएं बनाई जाती हैं। ऐसा करने के लिए, तुरंत प्लेटों पर मुहर लगाते समय, उनमें चैनल बनाए जाते हैं, जो असेंबली के बाद कॉइल के लिए तैयार लाइनें होती हैं।

इस प्रकार, चुंबकीय सर्किट कई विद्युत उपकरणों का एक अभिन्न अंग है और चुंबकीय प्रवाह को प्रसारित करने में कार्य करता है।