Понятие о цепях с подмагничиванием

В §6.4 было показано, что индуктивность катушки можно изменять, регулируя длину воздушного зазора в магнитопроводе. Большое применение в разных областях техники получили устройства (управляемые дроссели, магнитные усилители, стабилизаторы напряжения и др.), у которых используется другой способ изменения индуктивности (индуктивного сопротивления) катушки со сталью, заключающийся в подмагничивании её сердечника дополнительной катушкой, питаемой постоянным током.

6.5.1.2. Управляемый дроссель Простейшая управляемая нелинейная индуктивная катушка (управляемый дроссель) изображена на рис. 6.41. Она состоит из двух обмоток w1 и w0, намотанных на ферромагнитный сердечник. Площадь поперечного сечения сердечника SМ (м2), длина средней магнитной линии lМ (м). Обмотка w1 включена в цепь переменного тока, и по ней протекает переменный ток i, содержащий первую и высшие гармоники. Обмотка управления(подмагничивания) w0 подключена к источнику постоянного напряжения U0 последовательно с потенциометром R0. По обмотке w0 протекает постоянный ток I0 » U0 / R0. Для ограничения в обмотке w0 переменного тока, вызванного индуктированной переменным магнитным потоком ЭДС, в неё включена дополнительная катушка с индуктивностью L0. Если пренебречь относительно небольшим активным сопротивлением обмотки w1 и потерями мощности в сердечнике, то синусоидальное напряжение u уравновешивает ЭДС самоиндукции, взятой с обратным знаком: Отсюда магнитный поток где Фm = Um /(ww1) – амплитуда переменной составляющей магнитного потока; Ф0 – постоянная составляющая переменного потока. Принцип управления переменным током i путём изменения постоянного тока I0 в обмотке w0 поясним с помощью рис. 6.42, а и б, на которых кривые Ф(НlM) представляют собой зависимости потока в сердечнике от суммарной МДС (магнитного напряжения) НlM = H1MlM + H0lM = F = w1I + w0I0. Построения на рис. 6.42, а соответствуют случаю, когда I0 = 0 (Ф0 = 0), а на рис. 6.42, б – когда I0 ≠ 0 (Ф0 ≠ 0). На обоих рисунках переменная составляющая потока Фmsinwt одинакова. Кривые F = HlM = w1i + w0I0 = f(wt) построены с учетом значения Ф0. Ось времени для этих кривых направлена вертикально вниз. Ток i не содержит постоянной составляющей, т. к. в цепи обмотки w1 нет источника постоянной ЭДС и выпрямителей. Проведём прямую а - б (рис. 6.42, б) так, чтобы среднее значение тока i за период от wt = 0 до wt = 2p было равно нулю, т. е. чтобы заштрихованные площади кривой w1i выше и ниже этой оси были одинаковыми. Прямая а - б является нулевой линией для кривой w1i = f(wt) и удалена от оси ординат на расстояние F0 = w0I0. Анализ кривых w1i показывает, что при Ф0 ≠ 0 кривая переменного тока несимметрична относительно оси времени, содержит первую и высшие гармоники, амплитуды которых зависят как от амплитуды Фm, так и от постоянной МДС F0 = w0I0: чем больше w0I0, тем больше амплитуды гармоник тока i: первой I1m = H1MlM / w1, второй I2m = H2MlM / w1 и т. д.

6.5.1.2. Управляемый дроссель Простейшая управляемая нелинейная индуктивная катушка (управляемый дроссель) изображена на рис. 6.41. Она состоит из двух обмоток w1 и w0, намотанных на ферромагнитный сердечник. Площадь поперечного сечения сердечника SМ (м2), длина средней магнитной линии lМ (м). Обмотка w1 включена в цепь переменного тока, и по ней протекает переменный ток i, содержащий первую и высшие гармоники. Обмотка управления(подмагничивания) w0 подключена к источнику постоянного напряжения U0 последовательно с потенциометром R0. По обмотке w0 протекает постоянный ток I0 » U0 / R0. Для ограничения в обмотке w0 переменного тока, вызванного индуктированной переменным магнитным потоком ЭДС, в неё включена дополнительная катушка с индуктивностью L0. Если пренебречь относительно небольшим активным сопротивлением обмотки w1 и потерями мощности в сердечнике, то синусоидальное напряжение u уравновешивает ЭДС самоиндукции, взятой с обратным знаком: Отсюда магнитный поток где Фm = Um /(ww1) – амплитуда переменной составляющей магнитного потока; Ф0 – постоянная составляющая переменного потока. Принцип управления переменным током i путём изменения постоянного тока I0 в обмотке w0 поясним с помощью рис. 6.42, а и б, на которых кривые Ф(НlM) представляют собой зависимости потока в сердечнике от суммарной МДС (магнитного напряжения) НlM = H1MlM + H0lM = F = w1I + w0I0. Построения на рис. 6.42, а соответствуют случаю, когда I0 = 0 (Ф0 = 0), а на рис. 6.42, б – когда I0 ≠ 0 (Ф0 ≠ 0). На обоих рисунках переменная составляющая потока Фmsinwt одинакова. Кривые F = HlM = w1i + w0I0 = f(wt) построены с учетом значения Ф0. Ось времени для этих кривых направлена вертикально вниз. Ток i не содержит постоянной составляющей, т. к. в цепи обмотки w1 нет источника постоянной ЭДС и выпрямителей. Проведём прямую а - б (рис. 6.42, б) так, чтобы среднее значение тока i за период от wt = 0 до wt = 2p было равно нулю, т. е. чтобы заштрихованные площади кривой w1i выше и ниже этой оси были одинаковыми. Прямая а - б является нулевой линией для кривой w1i = f(wt) и удалена от оси ординат на расстояние F0 = w0I0. Анализ кривых w1i показывает, что при Ф0 ≠ 0 кривая переменного тока несимметрична относительно оси времени, содержит первую и высшие гармоники, амплитуды которых зависят как от амплитуды Фm, так и от постоянной МДС F0 = w0I0: чем больше w0I0, тем больше амплитуды гармоник тока i: первой I1m = H1MlM / w1, второй I2m = H2MlM / w1 и т. д.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Затуманивающее понятие «падаль»
2. II. Понятие «инстинктивный труд»
3. XII.1. Общее понятие об эмоциях и чувствах.
4. XVI.1. Понятие о способностях и их природе.
5. Авторское право: понятие, объекты, признаки и основные разновидности
6. Адаптация детей к началу обучения в школе, понятие адаптации, факторы, влияющие на ее успешность. Определение готовности детей к школе.
7. Административно – правовые режимы: понятие, признаки, назначения, правовое регулирование, виды
8. Ассоциация как механизм работы сознания. Понятие апперцепции
9. Безработица: понятие, типы, последствия, измерение
10. Билет 1. Понятие и признаки гос-ва.
11. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ СВОБОДЫ В ПЕДАГОГИКЕ
12. Бюджетирование: понятие, цель, преимущества