Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Электротехника Катушка с ферромагнитным сердечником
просмотров - 517

Схема (рис. 6.21) позволяет определить основные характеристики материала сердечника. При исследовании обычно известны число витков обмотки w, активное сопротивление R, сечение магнитопровода Sст, длина средней линии магнитопровода lср и частота f.

По показаниям электроизмерительных приборов определяются ток I, напряжение U на зажимах обмотки и потребляемая мощность Р.

Действующее значение напряженности Н магнитного поля определяется по формуле H=Iw / lср. При синусоидальном напряжении амплитуда магнитного потока, замыкающегося по сердечнику катушки,

где Е – действующее значение ЭДС, наводимой в обмотке указанным магнитным потоком.

Кроме магнитного потока Ф, замыкающегося по сердечнику катушки, имеется еще магнитный поток рассеяния ФS, замыкающийся через воздух и показанный на рис. 6.21 условно (поток рассеяния может быть сцеплен лишь с частью витков обмотки). Так как магнитное сопротивление воздуха значительно больше магнитного сопротивления сердечника, поток ФS' можно считать совпадающим по фазе с током и прямо пропорциональным ему. Это дает возможность учитывать ЭДС, наводимую потоком рассеяния, с помощью линœейного сопротивления рассеяния хS'.

Так как положительные направления для тока и наведенной потоком Ф ЭДС совпадают, то сумма приложенного напряжения и наведенной ЭДС равна падению напряжения в активном сопротивлении и сопротивлении рассеяния:

В большинстве случаев Е мало отличается от U. Амплитуда магнитной индукции тогда Bmm/Sст.

Разность между мощностью, потребляемой катушкой, и мощностью, затрачиваемой на нагрев обмотки, равна потерям мощности в стали сердечника:

Р–RI2=Рст.

Удельные потери в стали

где gст – удельный вес материала сердечника.

Для катушки с ферромагнитным сердечником характерными являются два режима работы:

1) напряжение на зажимах обмотки синусоидально, а ток в обмотке несинусоидален;

2) ток в обмотке синусоидален, а напряжение на зажимах несинусоидально.

В первом случае при R»0 можно принять магнитный поток синусоидальным и построить кривую тока i(t). Порядок построения кривой i(t) показан на рис. 6.22. На кривой магнитного потока Ф(t) произвольно выбирается точка 1, посредством горизонтальной линии 1–2, пересекающей кривую Ф(i), и вертикальной линии 2–3 определяется значение тока i , равное абсциссе 0–3, соответствующее значению (ординате) потока в точке 1. Это значение тока откладывается в виде ординаты 0–4 и переносится в координатную систему i(t) посредством проведения горизонтальной линии 4–5 до пересечения с вертикальной прямой 1–5. При выборе исходных точек на нисходящей части кривой abc значение тока i определяется также по нисходящей ветви abc петли Ф(i).

Изображенная на рис. 6.22 кривая i(t) симметрична относительно оси абсцисс, что означает отсутствие четных гармоник. Эквивалентная синусоида тока iЭ сдвинута по фазе относительно магнитного потока Ф на угол d.

При синусоидальном напряжении наводимая в обмотке ЭДС несинусоидальна вследствие появления высших гармонических составляющих в токе. При этом искажение ЭДС обычно незначительно, и, представляя ее в виде эквивалентной синусоиды, можно принять где UФ – составляющая приложенного напряжения , затрачиваемого на преодоление ЭДС .

Отношение – комплексная проводимость ветвей намагничивания и потерь в стали; y0 – полная проводимость ветвей намагничивания и потерь в стали (напоминаем, что угол между равен p/2)

Y0=y0cos(p/2–d)–jy0sin(p/2–d)= =y0sind–jy0cosd = g0jb0,

где g0 – проводимость ветви потерь в стали; b0 – проводимость ветви намагничивания.

Ток в обмотке представляется в виде двух составляющих: намагничивающего тока и тока потерь в стали

В случае если принять, что совпадает с действительной осью комплексной плоскости, то ток

В соответствии с изложенным изображаются схема замещения (рис. 6.23) и векторная диаграмма (рис. 6.24) катушки с ферромагнитным сердечником.

На рис. 6.24 показаны вектор магнитной индукции и вектор напряженности . . Стоит сказать, что для наглядности вектора RI и jXI непропорционально увеличены (обычно они составляют 3…5% от напряжения U).


Читайте также


  • - Катушка с ферромагнитным сердечником

    Нелинейная катушка индуктивности изображена на рис. 3. Здесь R-активное сопротивление обмотки с числом витков w; Ф-основной поток, замыкающийся по сердечнику; -поток рассеяния, которому соответствует индуктивность рассеяния и индуктивное сопротивление рассеяния . ... [читать подробенее]


  • - Тема: Катушка с ферромагнитным сердечником и трансформаторы

    1. Катушка с ферромагнитным сердечником. 2. Трансформаторы. Режимы работы трансформаторов. Катушка с ферромагнитным сердечником Основой большинства электрических машин и аппаратов являются катушки с ферромагнитным сердечником (дроссель). Материал сердечника -... [читать подробенее]


  • - Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока.

    Рассмотрим цепь переменного тока, состоящую из катушки с ферромагнитным сердечником, к зажимам которой приложено синусоидальное напряжение ; Пусть известны число витков катушки W, средняя длина магнитной линии lср, сечение сердечника S и сопротивление... [читать подробенее]


  • - Катушка с ферромагнитным сердечником

    Нелинейная катушка индуктивности изображена на рис. 3. Здесь R-активное сопротивление обмотки с числом витков w; Ф-основной поток, замыкающийся по сердечнику; -поток рассеяния, которому соответствует индуктивность рассеяния и индуктивное сопротивление рассеяния . ... [читать подробенее]


  • - Катушка с ферромагнитным сердечником

    Схема (рис. 6.21) позволяет определить основные характеристики материала сердечника. При исследовании обычно известны число витков обмотки w, активное сопротивление R, сечение магнитопровода Sст, длина средней линии магнитопровода lср и частота f. По показаниям... [читать подробенее]