*=1/4 е N?. (14)
Згідно виразів (13) і (14) можна формувати конструкцію пристрою - задати число постійних магнітів N, визначити радіус феромагнітного кільця R і довжину магнітного зазору L і підібрати відповідний матеріал феромагнетика за його магнітної в'язкості? для забезпечення необхідної частоти обертання n * феромагнітного кільця.
При використанні феромагнітного кільця з N постійними магнітами результуючий обертальний момент МК *, що виникає в феромагнітному кільці, дорівнює:
МК *=N M1? 0,3 N? 0? ? ННАС2 S R, (15)
якщо феромагнітне кільце обертається з частотою n *. На графіку рис.2 максимум силової характеристики завжди доводиться по осі абсцис на значення n / n *=1. При збільшенні частоти обертання феромагнітного кільця (n> n *) обертальний момент МК (n) зменшується відповідно до графіка силової характеристики на рис .2 і розраховується за формулою:
МК (n)? 2,16 N? 0? ? ННАС2 SR [n / (n * e) 2] [exp (- n * e / n) (n * e + 2 n) + n * e - 2 n], (16)
в якій множник 2,16=0,3 / 0,139 узятий з урахуванням крайових ефектів магнітного поля використовуваних постійних магнітів однакової конструкції.
Рис. 2
При механічному поєднанні з однією віссю обертання (рис. 1). До ідентичних розглянутому вище пристроїв виникає паралельне механічне об'єднання обертальних моментів від кожного з До пристроїв. При цьому результуючий обертальний момент М? на осі обертання дорівнює:
М? (n)=К МК (n). (17)
Момент тертя і корисною приєднаного навантаження на вісь обертання в стаціонарному стані, тобто при обертанні осі з постійною частотою n=const (t) врівноважується зазначеним у (16) або (17) обертальним моментом. Згідно теорії автоматичного управління стаціонарний стан графічно визначається точкою перетину кривої силової характеристики з кривою (у загальному випадку) навантажувальної характеристики, як це зазначено на рис.2, і при цьому стійку рівновагу відповідає тій точці перетину, в якій похідні відповідних графіків мають протилежні знаки.
Так, в точці перетину силової характеристики I (n) з робочою навантажувальної характеристикою UР (n) маємо:
Sign [dI (n) / dn]=- Sign [dUP (n) / dn], (18)
і проекція цієї точки на вісь абсцис визначає стале значення відносної частоти n / n * обертання феромагнітного кільця або системи з К таких кілець, механічно пов'язаних з єдиною віссю обертання. Переймаючись значенням n *, знаходимо і n, знаючи точку перетину силовий і навантажувальної характеристик.
На рис. 2 представлені три різні навантажувальні характеристики - критична, робоча і характеристика холостого ходу (без приєднаної корисного навантаження). Видно, що чим більше корисне навантаження, тим більше кут нахилу характеристики навантаження по відношенню до осі абсцис. У першому наближенні, коли частота обертання порівняно невелика, впливом середовища, в якій обертаються феромагнітні кільця, можна знехтувати, і навантажувальна характеристика має форму прямої лінії, що вказує на лінійну залежність моменту корисного навантаження (або тертя в підшипниках осі обертання) від частоти...
