ivanov-ciganov2 (558065), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Последний элемент схемы замещения — это не учитывавшаяся ранее распределенная емкость обмотки Са, оказывающая заметное влияние лишь при относительно высоких (несколько кнлогерц) частотах напряжения сети. Расчет элементов схемы замещения может быть произведен по 'следующим формулам: 1. Индуктивность Е, определяется формулой (1.20), выведенной для тороидальной катушки. Нелинейность катушки учитывается тем, что магнитная проницаемость считается завнсящей от амплитуды Е и имеет величину Р, . При высокой магнитной проницаемости сердечника изменения его конфнгурацни (с неизменной 1,р) мало сказываются на величине магнитного потока.
По этой причине формулой (1.20) пользуются для расчета катушек с любой конфигурацией сердечника. Из-за того что сердечник набирается из тонких изолированных листов, сечение его получается больше, чем сечение имек щейся в нем стали нлн другого ферромагнитного материала. Учет этой особенности производится с помощью коэффициента Й„ определяющего заполнение сердечника сталью нли другим ферромагнитным материалом: й,=373„ (1.35) где 5 — площадь сталя; Я, — площадь сечения всего сердечника. Таким образом, имеем Е =Рч~~Р~$ Я э (1.36) где и, = Р,р, „Рч — магнитнаЯ пРоницаемость матеРиала; Р.в = = 4п1() г (В с)/('Л .м) — магнитная проницаемость вакуума в СИ; р,,р, — относительная магнитная проницаемость. 2, Проводимость потерь в сердечнике д, может быть определена по рассчитанному току потерь 7, н з.
д. с. Е„которая примерно равна приложенному к катушке напряжению Е„ д,= 1,7Е,. (1.37) 3. При определении сопротивления меди обмоток г длину провода подсчитывают приближенно, умножая число витков в катушке на длину ее среднего витка: г = шри(чви75пм (1.38) где Є— удельное сопротивление материала провода при рабочей температуре; 1,р„— длина среднего витка катушки; Я,р — площадь сечения провода. 4. Индуктивность рассеяния Е, на практике предпочитают определять не по точным, а по приближенным полуэмпирическнм формулам, так как первые требуют точного знания целого ряда коэффициентов, зависящих от формы катушки н применяемых материалов. Формула для расчета индуктивности рассеяния будет приведена в э 1.5, посвященном трансформаторам.
5. Распределенная емкость обмоткн С по тем же причинам, что н индуктивность рассеяния, подсчитывается обычно по полуэмпирнческим формулам. Одной нз таких формул является следующее выРажение: С, = 0,12 10-'е(,р „1„(л — 1)/(дл'), (1.39) где С, — емкость, мкФ; е — диэлектрическая пРоницаемость изоляции провода; 1„ — длина намоткн, м; п — число слоев намотки; д — расстояние между двумя соседними слоями меди, мм, 4 1.4.
расчет катушек с неоднородным сердечником Постоянное подмагничивание смещает рабочую точку ,на 'пологий участок кривой намагничивания и тем самым уменьшаег :среднее значение магнитной проницаемости. Чтобы избежать резкого уменьшения ицдуктивиости катушки из-за уменьшения и,, сердеч'ник катушек, работающих со значительным постоянным йодмагни'чиванием, выполняют с воздушным зазором. ' Воздушный зазор создает со ро- «г=а :тивление магнитному потоку и тем - «л сиМым уменьшает постоянную ав'лнющую индукции В„вызван ую у«одмагнич иван нем. Уменьшение по'~тониной индукции смещает рабочую (1)таку на крутой участок кривой на:;~4яуничиваиия, где дифференциальная гсю мцтцитная проницаемость (наклон ка- ~Щ ''сдтсельной к кривой намагничивания) Рис. 1.13 дьцпе.
Вследствие этого магнитное конротивление сердечника становится меньше и общее сопротивле!нде всего магнитопровода, несмотря на имеющийся в нем воздушный 'зазор, также уменьшаегся. Для каждого значения, постоянной намагничивающей силы (тока !тюдмагничивания) получается некоторый оптимальный по величине ,-зазор, при котором магнитопровод имеет наименьшее магнитное сопро'тивление, а катушка оказывает наибольшее сопротивление переменйому току. Рис. 1.13 иллюстрирует зависимость индуктивности ка'Мушки от намагничивающей силы постоянного тока, протекающего ,по катушке с различными по своей длине зазорами. й 1.5. Трансформаторы Трансформатором называют устройство, представляющее собой ферромагнитный сердечник с нанесенными :йв Него несколькими обмотками. Трансформаторы широко используют йая преобразования величины напряжения переменного тока и для :.согласования источников энергии с потребителями.
;"': ' По своему конструктивному выполнению трансформаторы бывают :б-Р о н е в ы м и (рис. 1.14, а, б), с т е р ж н е в ы м и (рис. 1.14, в) ;,й т, о р о и да л ь н ы м и(рис. 1.14, г). У первых сердечник Ш-образ:Фмй и намогка выполнена на одной катупже. У вторых сердечник :.П-образный и две катушка. У третьих сердечник кольцевой.
Отлича-'кися эти конструктивные разновидности в основном условиями охлаж::."«(ексия сердечника и катушки. В броневом трансформаторе поверхность ,':~Рдечника, с которой отдается тепло в окружающую среду, больше, ,-'~~Э у стержневого и тороидального трансформатора того же размера. ';, 'П!,'у стержневого и тороидального более открытая поверхность катушек. Так как в катушках трансформатора заложено много изолирующих материалов с относительно плохой теплопроводностью, то при прочих равных условиях стержневая конструкция обеспечиваег лучшие условия охлаждения трансформатора. Однако трансформатор броневой конструкции несколько дешевле в изготовлении. Наборные сердечники трансформаторов (рис.
1,14„6, д) собирают, вкладывая в готовую катушку лист за листом. Витые сердечники выполняют разрезными (рис. 1.14, а, в) или кольцевыми (рис. 1.14, г). Первые вкладывают в готовую катушку и затем скрепляют. На кольцевые сердечники обмотку наносят с помощью челнока. Магнито провод трехфазного трансформатора состоит из трех фазных стержней, на которых размещают катушки с обмотками, и замыкающих магнитный поток двух шнн, называемых ярмом К3Ф ~Ф~Ф ф Рис.
!.Хч (рис.1. 14, д). Обмотку трансформатора, которая подключена к источнику электрической энергии, называют п е р в и ч н о й, а подключенные к потребителям — в то р и ч н ы м и. Дифференциальные уравнения, позволяюпше определить токи первичной и вторичной обмоток двухобмоточного трансформатора (рис. 1.15, а), могут быть записаны в следующей форме: оопо офоХ е — н~х — — и! — '=х г о,ХХ о оог — х м ~~Ро иХВо Здесь члены — и!х — „и — во —" определяют э.
д. с., наводимые основным магнитным потоком Ф в первичной и вторичной обмотках; чле К~.8 Л~о о члены — аох — „' и — нх, —" определяют э. д. с., наводимые в соот. ветствующих обмотках потоками рассеяния Ф„и Фом ххгх и сигов падения напряжения на омических сопротивлениях проводов первичной и вторичной обмоток. Два последних члена в правой части втоРого из уравнений (1.40) определяют падение напряжения на на- преузка ам которая для кон(гретности представлена последовательйым соединением омнческого сопротивления Ка н емкости С,.
, При записи этих уравнений пришлось' ввести новое, неизвестное— основной магнитный поток, и для того чтобы система (1.40) стала йог,'ной, необходимо третье уравнение. В качестве такого уравнения удобно записать условия намагничивания сердечника трансформаора. Суммарная намагничивающая сила двух обмоток создает поток Ф и, следовательно, должна быть равна ампер.-виткам, создаваемым током намагничивания.1 и током, покрываюгг и Е л н щим потери в сердечниг ком 1 . Лмплн- I 1г 1г не 1„т.е.
то гудя и фаза тока 1, опреХвляется при известном Ф, яо кривой намагничивания я;кривой потерь, так же =1г а) иг н м 1~ гг г, гп 41 Рис. 015 Ес — 1гагвгеа — 1ахвгем — — 1,гм — Фа — ] ФМ= 1ага+~айа+1а1(1гаСа), М + ~аша = ~агап (1.42) Обычно э. д. с., индуктируемые потоками рассеяния Ф,т и Ф тредставляют как падение напряжения на индуктивностях рассеягия, т. е. переносят соответствующие члены в правые части и записывают в виде )гаггг~Фм = 1и1,аг1ь Лналогично, как падение напряжения й,, представляют и э.
д. с., шводимую основным магнитным потоком в первичной обмотке. С учеФ~м этих изменений система (1.42) примет следующий вид: Е.=Е +1н1.* 1 +гг1г — (Ш~ш) е =-1 1 1 + г1 +1 к +лясс ), (1.4з) г Фг+ гагаа = 1аюо квк делалось раньше для катушки с ферромагнитным' сердечником. :: Записав это, получим условие: ' 1тгл~+ (агат = (ашг (1 41) При токе 1а = 0 ток и поэтому последЗнй называется током хогвгстого хода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
