Труды КНЦ (Технические науки вып. 6/2023(14))

эксперимента. Воздушный зазор в системе имеет небольшую величину, незначительное изменение зазора приведёт к значительному изменению индукции в зазоре, чему причинами могут быть нагрев магнитной системы и термические расширения конструкции во время эксперимента. По этой же причине происходит изменение проницаемости магнитопровода, что приводит к тем же последствиям. Второй важной особенностью магнитов является наличие остаточной индукции и коэрцитивной силы. Широкое распространение в качестве датчиков магнитного поля в масс-спектрометрах получили датчики на эффекте Холла. В современной промышленности используются датчики на эффекте Холла с термокомпенсацией и термостабилизацией. На рис. 1 представлен датчик магнитного поля, применяемый в масс-спектрометре МИ-1201ИГ [1]. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 6. С. 48-52. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 6. P. 48-52 Рис. 1. Датчик магнитного поля Fig. 1. Magnetic field sensor Целью данной работы является проектирование электромагнита постоянного тока с воздушным зазором, в который будет помещаться активный элемент измерительной системы. Помимо получения требуемой индукции, необходимо получить качественную картину векторов магнитной индукции в магнитном зазоре, а именно минимальный градиент и минимальное отклонение магнитной индукции. Данные требования необходимы для того, чтобы при настройке электронных блоков масс- спектрометра элементы Холла магнитоизмерительной системы располагались в зоне с малым отклонением магнитной индукции как по вектору, так и по минимальному изменению значения от среднего. Для проектирования предоставлены следующие необходимые данные. Величина магнитной индукции В — 0,25 Тл при силе тока I, равной 1 А. Активное сопротивление обмотки — 10 Ом, индуктивность обмотки — не менее 1 Гн. В магнитной системе должен иметься воздушный зазор не менее 10 мм. Отклонение значения магнитной индукции от среднего в активной зоне — не более 0,25 %, глубина активной зоны — не менее 10 мм. Требуется определить основные размеры электромагнита и рассчитать обмоточные параметры катушки электромагнита. Также необходимо рассчитать распределение магнитного поля электромагнита постоянного тока. В результате проведённого анализа магнитопроводов с целью достижения необходимых характеристик остановились на магнитопроводе ПЛ 25*50*120 из холоднокатаной стали марки 3406­ 08 ГОСТ 21427.1-83 толщиной 0,30-0,35 мм. Данный магнитопровод представляет собой два П-образных элемента, которые собираются в конструкцию без зазора (рис. 2). Для получения воздушного зазора принято установить с одной стороны вставку толщиной 10 мм из такого же материала. Размеры конструкции магнитопровода представлены в табл. 1. Магнитный поток вычисляем по формуле Ф = B S , (1) где В — магнитная индукция; S — площадь поперечного сечения воздушного зазора, через который проходит магнитный поток. © Лазарев Н. И., Колобов В. В., 2023 49