Лекция 6 нелинейные реактивные элементы нелинейные индуктивные элементы

ЛЕКЦИЯ 6 НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Нелинейные индуктивные элементы Нелинейные индуктивные элементы представляют собой катушки, намотанные на сердечник из ферромагнитного материала. Ферромагнитные материалы характеризуются зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н, называемой В(H) кривой намагничивания и ее нелинейность приводит к нелинейности Вебер-амперной зависимости (ВАХ) потокосцепления и тока. Значение индукции магнитного поля в сердечнике при заданном значении напряженности поля зависит от истории процесса намагничивания. Это явление называется явлением магнитного гистерезиса. ^ Петля гистерезиса − замкнутая кривая В(Н), полученная при циклическом перемагничивании ферримагнитного сердечника (от –Н до +Н). Br – остаточная индукция, HC – коэрцитивная сила. Предельная петля гистерезиса − симметричная петля гистерезиса при максимально возможном насыщении. ^ Основная кривая намагничивания − геометрическое место вершин симметричных петель гистерезиса. Начальная кривая намагничивания – кривая намагничивания предварительно размагниченного сердечника при плавном изменении поля Н. Основная и начальная кривые совпадают. ^ Частный гистерезисный цикл − несимметричная петля гистерезиса, полученная при неравных значениях, абсолютных величин и Кривая размагничивания − часть предельной петли при и Ферромагнитные материалы с широкой петлёй гистерезиса (НС ≥4000 А∕м) называются магнитотвердыми, а с узкой (НС ≤4000 А∕м) − магнитомягкими. Основные законы магнитных цепей постоянного тока Основные величины и зависимости характеризующие магнитное поле Магнитная индукция В ; 2. Напряженность магнитного поля H где , µ − магнитная постоянная; 3. Магнитный поток Ф Если B=const во всех точках сечения S, то . 4. Непрерывность линий магнитной индукции Закон полного тока При постоянном значении Н на k–ом участке контура , где w – число витков (проводников) с током I, Hklk – магнитное напряжение на k–ом участке, wI=F – магнитодвижущая сила (МДС). Магнитная цепь − совокупность устройств, из ферримагнитных материалов, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий магнитодвижущей силы (МДС), магнитного потока, и магнитного напряжения. Магнитные цепи являются нелинейными. Магнитный поток ^ Ф целиком замыкающийся по магнитной цепи − основной, замыкающийся частично по воздуху − поток рассеивания. Фs.( обычно Ф>>Фs, т.к. mфср>>mвоз). Формальная аналогия между электрической и магнитной цепью Формальную аналогию между электрической и магнитной цепями можно провести в предположении, что магнитное поле на каждом участке магнитопровода однородное, величина воздушного зазора невелика по сравнению с поперечными размерами сердечника, а поперечные размеры невелика по сравнению его длинной сердечника. Тогда потоками рассеяния можно пренебречь, а магнитная цепь может рассматриваться как цепь с сосредоточенными параметрами. Закон Ома для электрической цепи: , − сопротивление проводника, − удельная проводимость. Закон Ома для магнитной цепи: Магнитное сопротивление RM зависти от напряженности магнитного поля. Электрическая цепь Магнитная цепь 1. ток I (A) Поток Ф (Вб) 2. электрическое напряжение U(В) Магнитное напряжение 3. ЭДС Е(В) МДС 4. Электрическое сопротивление (Ом) Магнитное сопротивление 5. Закон Ома U=I∙R Закон Ома 6. Первый закон Кирхгофа Непрерывность магнитных силовых линий 7. Второй закон Кирхгофа Закон полного тока ^ Расчет магнитных цепей постоянного тока При расчете магнитной цепи решают 2 задачи: прямую и обратную. В случае прямой задачи по заданным магнитным потокам участков магнитопровода Фк, его конфигурации и размерам Sk и lk, а также кривым намагничивания Bk (Hk) определяют МДС Задача решается для каждого участка магнитопровода по схеме: Т.е кривая намагничивания ^ В(Н) используется для построения зависимости Ф(UM) (ВАХ). МДС в неразветвленной магнитной цепи находят по закону полного тока суммированием падений магнитного напряжения на всех участках: В случае разветвленной цепи для определения МДС по заданному потоку в одном стержне нужно использовать уравнения магнитной цепи: . Для магнитной цепи известны поток Ф3 в воздушном зазоре, геометрические размеры, кривые намагничивания. Определим МДС: В случае задачи обратной по заданным значениям F=Iw, размерам магнитопровода lk, Sk и кривым намагничивания определяют магнитные потоки в магнитопроводах. Решения обратной задачи в неразветвленной магнитной цепи сводится к многократному решению прямой задачи расчета магнитных цепей постоянного тока. При этом задаются значением магнитного потока Ф`, после чего находят F’. Если полученное значение F’ не совпадает с заданным F, то выбирают другие значения Ф’’, Ф’’’ и определяют F′, F″. По характеристике и заданному значению F находят поток Ф. Значение Ф` устанавливают по магнитному напряжению на участке с наибольшем магнитным сопротивлением (например на воздушном зазоре), пренебрегая магнитным сопротивлении других. В случае разветвленной цепи: сначала изображают эквивалентную схему, задаются направлением магнитных потоков и составляют уравнения магнитной цепи, которые решают графически: 1. Кривые намагничивания ^ В(Н) каждого участка заменяют ВАХ Ф=ВS=Ф(Uм=Hl). 2. ВАХ Ф=Ф(Uм) стержней перестраивают в ВАХ ветвей Ф=Ф(Uмab) − зависимости магнитного потока от напряжения Uмab между двумя узлами схемы. 3. Затем их складывают графически магнитные потоки в соответствии с первым законом Кирхгофа ΣФ(Umab) (при одном и том же напряжении складывают потоки ВАХ). 4. Режим цепи определяется точкой пересечения кривой Σ^ Ф с осью напряжения, когда ΣФ=0. Через эту точку параллельно оси потоков проводят прямую, при пересечении которой с каждой ВАХ ветвей получают поток соответствующей ветви. ^ Расчет магнитной цепи на ЭВМ Обычно кривая намагничивания материала задается таблично. После ее интерполяции (например, кубическими сплайнами), которая позволяет определять H=H(B); уравнения магнитной цепи, содержащей два узла и три ветви, будут иметь уравнение, составленное для узла по первому закону Кирхгофа и три уравнения – по второму Здесь положительные направления потоков и МДС выбраны по направлению напряжения между узлами. Неизвестными являются индукция магнитного поля в стержнях сердечника и напряжение между узлами. Далее для решения системы на ЭВМ можно использовать стандартное программное обеспечение.

Похожие:

	Лекция 6 нелинейные реактивные элементы нелинейные индуктивные элементы Нелинейные индуктивные элементы представляют собой катушки, намотанные на сердечник из ферромагнитного материала		Лекция 3 нелинейные цепи нелинейные элементы цепи Нелинейными электрическими цепями являются цепи, параметры которых зависят от тока и напряжения, т е содержат нелинейные элементы...
	14. Виды кладок. Элементы кладки и правила разрезки. Системы перевязки швов. Армирование кладки. Элементы кладки Рис. 3 Элементы кирпичной кладки: 1-наружное направление, 2 – внутреннее направление; 3-забутка;4 – второй ряд; 5 – первый ряд; 6...		Лекция 7 нелинейные цепи при периодических процессах особенности периодических процессов в цепях с нелинейными элементами Метод эквивалентных синусоид При наличии н э в электрической цепи при периодических процессах возникает ряд явлений, которые не встречаются в линейных цепях....
	Задание «ввод», записывает их в массив, выводит на экран сначала в прямом порядке все без исключения элементы массива, затем, в обратном...		Искусство Структура культуры термин употребляется для объяснения строения культуры, включающей субстанциональные элементы, которые опредмечиваются...
	Мусор – нежелание жить осознанно и отвечать за то, что ты делаешь в этом мире Использованные элементы питания содержат ртуть, кадмий, свинец, олово, никель, цинк, магний и другие химические элементы и соединения....		Системы, содержащие элементы искусственного интеллекта Для создания такой системы необходимо изучить процесс мышления человека, решающего определенные задачи или принимающего решения в...
	Лекция по дисциплине: «Социология» Тема 1 Социология изучает общество, рассматриваемое как общность индивидов и взаимосвязей между ними. Предметом её изучения являются структуры...		Лекция 4 Элементы квантовой статистики Бройля, падающую на экран, то она описы­вает движение электрона с определенным импульсом, но с неопределенной координатой. Такой...
	Лекция №8. «Гемодинамика» Кровь – жидкая тканевая среда, выполняющая различные функции. Она представляет собой суспензию, состоящую из дисперсной среды (плазмы),...