Вход

Методы анализа и расчета магнитных цепей

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Реферат*
Код 142828
Дата создания 2008
Страниц 22
Источников 8
Покупка готовых работ временно недоступна.
780руб.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1 МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОДВИЖУЩИХ СИЛАХ
1.1 МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ В ФЕРРОМАГНЕТИКЕ
1.2 ЗАКОН ОМА И КИРХГОФА
1.3 ПРЯМАЯ И ОБРАТНАЯ ЗАДАЧА РАСЧЕТА МАГНИТНОЙ ЦЕПИ
2. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТОДВИЖУЩИХ СИЛАХ
2.1 ИНДУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТОДВИЖУЩИХ СИЛАХ
2.2 КАТУШКА С ФЕРРОМАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Фрагмент работы для ознакомления

Графически это соответствует элементарной площади ВбАХ, ограниченной осью ординат, характеристикой и приращением (рис. 8а).
Начнем перемещение по характеристике из точки 1 и завершим в точке 2 (рис. 8б). При этом мы совершим работу равную площади фигуры 0-1-2-2’-0. При дальнейшем перемещении из точки 2 в точку 3 совершаемая работа будет отрицательной, т.к. потокосцепление на этом участке уменьшается, а ее величина пропорциональна площади фигуры 2-2’-3 (рис.8б). Вычитая площадь этой фигуры из площади полученной на участке 1-2, мы получим в первом квадранте площадь, ограниченную петлей характеристики. Во втором квадранте работа, затраченная на изменение потокосцепления будет положительной, т.к. здесь меняется направление (знак) тока, и величина ее равна площади, ограниченной петлей характеристики. При дальнейшем движении к точкам 5, 6 и 1 все процессы повторяются. Таким образом, за полный цикл перемещения (перемагничивания) мы совершим работу равную площади ВбАХ.
Кроме потерь, вызванных перемагничиванием магнитопровода, наличие гистерезиса приводит к искажению формы тока в обмотке. Рассмотрим это с помощью рис.9.
Рис.9 – Графическая интерпретация искажения формы тока в обмотке
Пусть к обмотке приложено напряжение, изменяющееся по закону косинусной функции:
.
Тогда в магнитопроводе будет формироваться магнитный поток , синусоидально изменяющийся во времени
.
Построим петлю ВбАХ для материала магнитопровода, соответствующую этому потоку и определим для ряда значений ток в обмотке. Для этого по ординате потока в заданной точке (например, точка 7 рис. 9а) по ВбАХ найдем значение тока и спроектируем его на линию угла , соответствующего точке отсчета потока. В результате мы получим периодическую кривую показанную на рисунке.
Из полученных результатов можно сделать вывод, что при синусоидальном напряжении на обмотке ток в ней несинусоидальный и в нем отсутствуют четные гармоники.
Полученную кривую тока можно заменить эквивалентной синусоидой и построить векторную диаграмму (рис. 9б) на которой вектор тока отстает от вектора напряжения на угол .
Из рассмотрения рис.9 следует, что при отсутствии петли ВбАХ, т.е. если бы она представляла собой основную кривую намагничивания, сдвиг фазы между током и магнитным потоком был бы равен нулю и ток отставал бы от напряжения на . Угол называется углом магнитного запаздывания и его величина пропорциональна ширине петли гистерезиса. Но выше мы отмечали, что площадь петли гистерезиса определяет потери на перемагничивание, следовательно, величина этих потерь находит отражение в этом угле.
При наличии потерь на гистерезис и эквивалентный ток можно представить двумя составляющими – активной , совпадающей по фазе с напряжением, и реактивной , отстающей от него на (рис. 9б). Эти составляющие можно определить через напряжение , ток и активную мощность, соответствующую потерям на перемагничивание как: ; .
Векторной диаграмме (рис. 9б) можно поставить в соответствие параллельный или последовательный линейный двухполюсник (рис. 9в) с параметрами:
, , , .
Для полноты представления процессов, связанных наличием ферромагнитного элемента в электрической машине или аппарате, нужно учесть также и вихревые токи в магнитопроводе, т.к. они влияют на эквивалентные параметры цепи.
Общая активная мощность, соответствующая потерям в магнитопроводе, складывается из мощности потерь на перемагничивание и потерь на нагревание магнитопровода вихревыми токами. Как известно, активную мощность можно представить с помощью понятия активного тока двухполюсника.
Рис.10 – Графическая интерпретация активной мощности
Если активная мощность потерь на перемагничивание равна , а мощность тепловых потерь от вихревых токов , то общая мощность потерь в магнитопроводе:
и она соответствует сумме активных составляющих тока, связанных с перемагничиванием и вихревыми токами . Тогда на векторной диаграмме можно сложить эти активные составляющие. При этом активный ток увеличится, а схема замещения будет соответствовать рис. 10в), где . Суммируя проводимости и , мы получим эквивалентную активную проводимость , соответствующую полным потерям в магнитопроводе.
Таким образом, эквивалентный линейный двухполюсник, в параметрах которого учтены основные явления, связанные с процессами в ферромагнитном сердечнике на переменном токе, может быть представлен схемами рис. 10г) и д). Параметры этого двухполюсника равны:
, , , .
2.2 Катушка с ферромагнитным сердечником
Катушка или обмотка с ферромагнитным сердечником обладает рядом параметров, которые были рассмотрены при анализе процессов, происходящих в магнитопроводе. Однако кроме магнитного потока, замыкающегося по сердечнику магнитопровода, существует поток рассеяния, замыкающийся по воздуху. Он также наводит ЭДС в цепи и, в случае заметного влияния, должен быть учтен. Кроме того, в проводе самой обмотки происходят тепловые потери.
ЭДС потока рассеяния по существу является ЭДС самоиндукции, т.к. возникает в результате протекания в самой цепи переменного тока. Величина потока рассеяния обмотки относительно невелика и в основном он замыкается по воздуху, поэтому ВбАХ его потокосцепления линейна. Следовательно, на электрической схеме наводимая этим потоком ЭДС может быть представлена линейной индуктивностью или индуктивным сопротивлением (рис.11а).
Рис. 11 – Электрическая схема
Нагрев обмотки, вызванный протеканием в ней тока, соответствует активному сопротивлению (рис.11а).
Таким образом, электрическая схема, в которой учтены все основные физические явления в обмотке с ферромагнитным сердечником, имеет вид, представленный на рис. 11а.
Векторная диаграмма этой цепи построена на основе диаграммы для нелинейной индуктивности, к которой добавлены векторы падения напряжения на резистивном и индуктивном сопротивлениях и . В сумме с вектором напряжения на нелинейной индуктивности они образуют вектор входного напряжения . Линейная схема замещения (рис 11в и 11г) получена заменой нелинейной индуктивности эквивалентным двухполюсником.
Список литературы
Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. – М.: Высш. шк., 1978. – 528 с.
Борисов Ю.М. Общая электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 525 с.
Общая электротехника / Под ред. Блажника А.Т. – Л.: Энергоиздат, 1986. – 592 с.
Основы теории цепей / Под ред. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.
Каплянский А.Е. и др. Теоретические основы электротехники. – М.: Высш. шк., 1972. – 448 с.
Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Высш. шк., 2002. – 440 с.
Теоретические основы электротехники / Под ред. Поливанова К.М. – М.: Энергия, 1972. – 532 с.
Электротехника / Под ред. Герасимова В.Г. – М.: Высш. шк., 1985. – 425 с.
Каплянский А.Е. и др. Теоретические основы электротехники. – М.: Высш. шк., 1972. – 448 с.
Теоретические основы электротехники. / Под ред. Поливанова К.М. – М.: Энергия, 1972. – 532 с.
Основы теории цепей. / Под ред. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.
Общая электротехника. / Под ред. Блажнина А.Т. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 592 с.
Борисов Ю.М. Общая электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 525 с.
Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Высш. шк., 2002. – 440 с.
2

Список литературы

1.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. – М.: Высш. шк., 1978. – 528 с.
2.Борисов Ю.М. Общая электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 525 с.
3.Общая электротехника / Под ред. Блажника А.Т. – Л.: Энергоиздат, 1986. – 592 с.
4.Основы теории цепей / Под ред. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.
5.Каплянский А.Е. и др. Теоретические основы электротехники. – М.: Высш. шк., 1972. – 448 с.
6.Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Высш. шк., 2002. – 440 с.
7.Теоретические основы электротехники / Под ред. Поливанова К.М. – М.: Энергия, 1972. – 532 с.
8.Электротехника / Под ред. Герасимова В.Г. – М.: Высш. шк., 1985. – 425 с.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2019