 |
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 
.
Различают параллельную и последовательную схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником. Эти схемы, а также соответствующие им соотношения и векторные диаграммы приведены в табл. 1.
Таблица 1. Схемы замещения, уравнения и векторные диаграммы для катушки c ферромагнитным сердечником
| Схема замещения | Уравнения и соотношения для параметров | Векторная диаграмма | |||
Параллельная
Последовательная
| 
где 
где
| 
|
Примечание. 1. Если сердечник содержит воздушный зазор величиной 
, в схему замещения параллельно ветви, содержащей нелинейную катушку с проводимостью 
, включается дополнительная линейная катушка индуктивности с сопротивлением
2. При пренебрежении активным сопротивлением обмотки и потоком рассеяния связь между эквивалентным электрическим сопротивлением 
катушки и комплексным магнитным сопротивлением 
сердечника определяется соотношением
или
.
Трансформатор с ферромагнитным сердечником
Трансформатор с ферромагнитным сердечником изображен на рис. 4. Здесь 
и 
- активные сопротивления первичной и вторичной обмоток с числами витков 
и 
соответственно. 
- основной поток, замыкающийся по сердечнику. 
и 
- потоки рассеяния первичной и вторичной обмоток, которым соответствуют индуктивности рассеяния 
и 
и индуктивные сопротивления рассеяния 
и 
.
Основные соотношения, схема замещения и векторная диаграмма для трансформатора с ферромагнитным сердечником приведены в табл. 2.
|
|
|
Таблица 2. Трансформатор с ферромагнитным сердечником
| Вид информации | Уравнения, соотношения, векторная диаграмма | Примечание | |||
| Уравнения для первичной и вторичной цепей Коэффициент трансформации Параметры вторичной цепи, приведенные к первичной: напряжение на нагрузке ток ЭДС сопротивление вторичной обмотки сопротивление нагрузки Уравнения приведенного трансформатора | 
где
где
| У правильно сконструирован-ных трансформато-ров при нагрузке, близкой к номинальной,
| |||
| Схема замещения | 
| 
Выражения для  и  те же, что и для катушки с ферромагнитным сердечником (см. табл. 1)
| |||
| Векторная диаграмма |
| Диаграмма строится, начиная со вторичного контура, для произвольного расположения  .
- угол нагрузки
|
Литература
- Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.
- Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.2. Жуховицкий Б.Я., Негневицкий И.Б. Линейные электрические цепи (продолжение). Нелинейные цепи. –М.:Энергия- 1972. –200с.
- Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
Контрольные вопросы и задачи
- Из каких составляющих складываются общие потери в стали сердечника?
- Как на практике подсчитываются потери в стали и намагничивающая мощность?
- Объясните понятия комплексной магнитной проницаемости и комплексного магнитного сопротивления.
- Нарисуйте последовательную и параллельную схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником и соответствующие им векторные диаграммы.
- Как определяются параметры
и сердечника? - Как в схеме замещения нелинейной катушки учитывается воздушный зазор в сердечнике?
- Нарисуйте схему замещения и векторную диаграмму для трансформатора с ферромагнитным сердечником.
- Катушка со стальным сердечником, имеющим
, сечение 
, длину 
и воздушный зазор 
, включена на переменное напряжение 
; число витков обмотки 
. Пренебрегая рассеянием и потерями в стали сердечника и считая активное сопротивление обмотки равным 100 Ом, определить потребляемый ток и активную мощность.
Ответ: 
.
|
|
|
- При напряжении с действующим значением
и частотой 
на зажимах дросселя ток в его обмотке 
, а потребляемая мощность 
. Число витков обмотки дросселя 
, а ее активное сопротивление 
. Измерения показали, что максимальное значение рабочего потока в сердечнике 
. Определить параметры элементов параллельной схемы замещения дросселя.
Ответ: 
.
Лекция N 38
|
|
|
