Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Катушка с ферромагнитным сердечником




Основой большинства электрических машин и аппаратов являются катушки с ферромагнитным сердечником (дроссель). Материал сердечника - электротехнические стали и другие ферромагнитные материалы (пермаллой, ферриты).

Предположим, что катушка с ферромагнитным сердечником присоединена к источнику с напряжением и (рис. 29.1).

При протекании по обмотке тока i создается переменный магнитный поток, часть которого (Ф0) замыкается по сердечнику, а другая его часть (ФS) частично замыкается по воздуху. Поток Ф0 называется основным потоком, а поток ФS - поток рассеяния.

Основной поток наводит в обмотке ЭДС самоиндукции:

а поток рассеяния ЭДС рассеяния:

Выберем на схеме положительные направления ЭДС e0 и eS. Если обозначить активное сопротивление обмотки через R, то, используя закон Ома для участка цепи можно написать:

u + e0 + eS =iR;

u = iR - e0 - eS = iR + - полное уравнение электрического состояния обмотки.

Или u = uа +u0 + uS.

Катушка с ферромагнитным сердечником является нелинейным элементом, поэтому в общем случае, даже при синусоидальном напряжении u ,ток, магнитный поток и ЭДС являются величинами несинусоидальными.

Применим метод эквивалентных синусоид, положив тем самым, что ток, магнитный поток и ЭДС являются величинами синусоидальными, а их действующие значения равны действующим значениям несинусоидальных величин. Это позволяет использовать векторные диаграммы и уравнения электрического состояния в комплексной форме.

.

В соответствии с этим уравнением катушку с ферромагнитным сердечником можно представить эквивалентной схемой (рис. 29.2),

где R - активное сопротивление катушки, LS - индуктивность рассеяния. Сама катушка изображена обмоткой, помещенной на сердечнике и имеющей число витков w. Считается, что основной поток замыкается по сердечнику, а поток рассеяния отсутствует.

Мощность, поступающая в цепь катушки, частично расходуется на нагрев проводов обмотки, а частично на перемагничивание сердечника (потери на гистерезис) и на нагрев сердечника (потери на вихревые токи). Все перечисленные потери являются активными.


(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Эквивалентная схема отражает этот процесс: активное сопротивление R характеризует потери в меди, а активные потери мощности в сердечнике (потери в стали) отражены ферромагнитным сердечником с идеальной обмоткой. Из-за активных потерь в сердечнике ток в идеальной катушке будет отставать от напряжения на зажимах этой катушки на угол j0.

Векторная диаграмма идеальной катушки представлена на рис. 29.3.

Разложим вектор тока на составляющие и :

.

Представим идеальную катушку эквивалентной схемой (рис. 29.4).

 

 

Проводимость g0 характеризует активные потери в стали (на гистерезис и вихревые токи)

Рст = U0Icos j0 = U0Ia = U02g0,

а реактивная проводимость b0 - характеризует основной магнитный поток Ф0, замыкающийся по сердечнику и реактивную мощность

Qст = U0Isin j0 = U0Ip = U02b0.

 
 


Таким образом, катушку с ферромагнитным сердечником можно представить в виде эквивалентной схемы, где все элементы являются линейными для мгновенных значений напряжения и тока (рис. 29.5). а) параллельная схема; б) последовательная схема.

 

52) Магнитные потери в катушке с ферромагнитным сердечником, их влияние на ток в катушке. Векторная диаграмма катушки с магнитными потерями

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

а) Если BM< Bнаси не учитываются потерь мощности.

б) Если BM> Bнаси не учитываются потерь мощности.

В такой цепи ток не синусоидальный, но совпадает по фазе с магнитным потоком, для построения векторной диаграммы заменяем его эквивалентным синусоидальным - это такой синусоидальный ток, который имеет тоже действующее значение. (Векторная диаграмма такая же).

в) Если BM> Bнас с учетом потерь мощности:

В данном случае ток не синусоидальный и опережает по фазе магнитный поток, заменим его эквивалентным синусоидальным:

Напряжение будет состоять из 3 составляющих:

u’ - составляющая уравновешивающая ЭДС самоиндукции

u’’’ - составляющая потерь в меди μ

u’’’ - составляющая образующая потоки рассеяния

Ia– составляющая потерь в меди

Iμ– намагничивающая составляющая

Согласно векторной диаграмме строится схема замещения катушки, состоящая из двух активных сопротивлений и двух идеальных индуктивностей:

 

53) Понятие о переходных процессах, причины возникновения. Первый и второй законы коммутации

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-01-17; просмотров: 672; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты