Трансформатор с сердечником и его схема замещения
Распределение магнитных потоков в трансформаторе с сердечником. Управляемые нелинейные катушки индуктивности, особенности их применения в устройствах автоматики и управления, магнитных усилителях мощности. Основные параметры режима магнитного усилителя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.07.2013 |
| Размер файла | 374,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Трансформатор с сердечником и его схема замещения
Картина распределения магнитных потоков в трансформаторе с сердечником показана на рис. 1:
Рис. 1.
индуктивность рассеяния первичной обмотки,
индуктивность рассеяния вторичной обмотки.
Основной поток ф, замыкающийся по сердечнику, создается с суммарной МДС, с которой он связан нелинейно: .
Дифференциальные уравнения для первичной и вторичной цепей:
Введем обозначения: , тогда уравнения примут вид:
Анализ полученных уравнений показывает, что ЭДС в первичной цепи e направлена навстречу приложенному уравнению u и уравновешивает большую его часть, т.е. играет роль противодействующей ЭДС, а ЭДС во вторичной цепи создает ток , т.е. играет роль генераторной ЭДС.
Применим к уравнениям трансформатора методом эквивалентных синусоид и запишем их в комплексной форме:
Если числа витков обмоток существенно отличаются, т.е. коэффициент трансформации , то все переменные величины вторичной цепи "приводят" к первичной цепи. Приведение заключается в замене реального трансформатора с эквивалентным расчетным трансформатором с коэффициентом трансформации . Все приведенные величины обозначаются штрихом сверху. Условием эквивалентности приведенной схемы являются:
сохранение без изменения намагничивающей силы ;
сохранение без изменения мощности .
Формулы приведения:
согласно условию;
;
;
;
.
Уравнения приведенного трансформатора получат вид:
Этим уравнениям соответствует схема замещения (рис. 2):
Рис. 2.
Основной магнитный поток Ф создается суммой МДС обеих обмоток. По закону Ома для магнитной цепи:
=,
где Zм комплексное магнитное сопротивление сердечника, суммарный намагничивающий ток, равный току холостого хода. Из полученного уравнения следует:
, т.е. ток первичной цепи трансформатора равен сумме тока холостого хода I и приведенного вторичного тока с обратным знаком (). Векторная диаграмма токов и напряжений для приведенного трансформатора показана на рис. 3.
Рис. 3.
Управляемая катушка индуктивности
Рис. 4.
Управляемая нелинейная катушка индуктивности содержит на общем магнитопроводе две обмотки, одна из которых рабочая обмотка w1 включается в цепь переменного тока в качестве управляемого элемента, а вторая - обмотка управления w0, которая питается от источника постоянного тока J (рис. 4 а).
Принцип управления заключается в том, что при увеличении тока в обмотке управления Iy процесс перемагничивания сердечника смещается в область насыщения, при этом для получения того же значения переменного потока требуется больший переменный намагничивающий поток первичной обмотки (рис. 4 б), что эквивалентно уменьшению ее индуктивного сопротивления
.
Управляемые катушки нашли применение в устройствах автоматики и управления, в магнитных усилителях мощности.
Магнитный усилитель состоит из двух одинаковых управляемых катушек (рис. 5а):
Рис. 5.
Рабочие обмотки катушек могут включаться между собой последовательно или параллельно, но обязательно согласно, а обмотки управления - только последовательно и обязательно встречно. При такой схеме включения наводимые в обмотках управления переменные ЭДС будут направлены навстречу друг другу и взаимно компенсироваться. Таким образом исключается влияние рабочей цепи на цепь управления.
Исследуем работу магнитного усилителя методом эквивалентных синусоид.
Семейство диаграмм ВАХ UL (I) магнитного усилителя для различных значений тока Iy имеет вид (рис. 6):
Рис. 6.
При активной нагрузке магнитного усилителя эквивалентная схема всей цепи получит вид рис. 237б. По 2-му закону Кирхгофа для эквивалентной схемы:
трансформатор сердечник магнитный усилитель
в комплексной форме или для модулей, откуда следует уравнение эллипса с полуосями Е и .
Таким образом, для определения параметров режима UL, UR, I магнитного усилителя при заданной нагрузке RН и заданном токе управления Iy необходимо на графической диаграмме семейства ВАХ провести эллипс с полуосями Е и Е/RH, точка пересечения которого с заданной ВАХ определит положение рабочей токи n. Из диаграммы непосредственно определяются UL и I, а определение других величин уже не представляет сложности.
Относительно небольшое изменение мощности в цепи управления вызывает существенное изменение мощности, потребляемой нагрузкой: . Коэффициент усиления магнитного усилителя по мощности определяется как отношение и составляет несколько десятков единиц.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методика измерения магнитных свойств веществ в переменном и постоянном магнитном поле на примере магнитной жидкости. Исследование изменения магнитного потока, пронизывающего витки измерительной катушки при быстром извлечении из нее контейнера с образцом.
лабораторная работа [952,5 K], добавлен 26.08.2009Определение наличия и направления магнитного поля метки. Создание постоянного магнитного поля, компенсирующего действие постоянных внешних магнитных полей. Принципиальная схема зарядно-разрядного узла устройства. Определение разряда накопительной емкости.
лабораторная работа [1,2 M], добавлен 18.06.2015Структурные схемы различных видов обратной связи. Коэффициенты усиления усилителя. Использование обратной связи в различных функциональных устройствах на операционных усилителях. Расчет элементов усилителя. Разработка и проверка схемы усилителя.
курсовая работа [1022,5 K], добавлен 30.07.2008Методика расчета понижающего трансформатора с воздушным охлаждением с сердечником броневого типа. Выбор магнитного пускателя для электродвигателя, определение диаметра и сечения алюминиевого проводника. Выбор и обоснование пакетного выключателя.
контрольная работа [63,8 K], добавлен 30.04.2011Проявления магнитного поля, параметры, его характеризующие. Особенности ферромагнитных (магнитомягких и магнитотвердых) материалов. Законы Кирхгофа и Ома для магнитных цепей постоянного тока, принцип их расчета, их аналогия с электрическими цепями.
контрольная работа [122,4 K], добавлен 10.10.2010Геомагнитное поле земли. Причины возникновения магнитных аномалий. Направление вектора напряженности земли. Техногенные и антропогенные поля. Распределение магнитного поля вблизи воздушных ЛЭП. Влияние магнитных полей на растительный и животный мир.
курсовая работа [326,4 K], добавлен 19.09.2012Силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела. Характеристика электрических макротоков и икротоков как источников магнетизма. Значение магнитных потоков, индукции и проводимости. Методики применения в медицине магнитных таблеток.
реферат [47,2 K], добавлен 28.06.2011Влияние величины индуктивности катушки на электрические параметры цепи однофазного синусоидального напряжения, содержащей последовательно соединенные катушки индуктивности и конденсатор. Опытное определение условий возникновения резонанса напряжений.
лабораторная работа [105,2 K], добавлен 22.11.2010Параметры Т-образной схемы замещения трехфазного трансформатора. Фактические значения сопротивлений вторичной обмотки. Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания. Определение потерь мощности трехфазного асинхронного двигателя, схема включения.
контрольная работа [339,6 K], добавлен 05.03.2014Характеристики магнитного поля и явлений, происходящих в нем. Взаимодействие токов, поле прямого тока и круговой ток. Суперпозиция магнитных полей. Циркуляция вектора напряжённости магнитного поля. Действие магнитных полей на движущиеся токи и заряды.
курсовая работа [840,5 K], добавлен 12.02.2014Исследование сущности магнитного поля, которое создаётся движущимися электрическими зарядами. Особенности магнитных линий - очертаний, образовавшиеся под воздействием магнитных сил. Признаки магнитной индукции - величины характеризующей магнитное поле.
презентация [786,7 K], добавлен 13.06.2010Изучение электрических цепей, содержащих катушку индуктивности. Определение зависимости величины индуктивности от магнитной проницаемости сердечника. Измерение магнитной индуктивности катушки в электрической цепи с сопротивлением и источником тока.
лабораторная работа [24,1 K], добавлен 10.06.2019Магнитометр как прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ (магнитных материалов), его разновидности и функциональные особенности. Феррозонд: понятие и типы, структура и элементы, принцип действия, назначение.
реферат [329,0 K], добавлен 11.02.2014Исследование капиллярного подъема магнитной жидкости при воздействии электрического и магнитного полей. Изучение проявления действия пондеромоторных сил на жидкие намагничивающиеся среды и процессы релаксации заряда в тонких слоях магнитных жидкостей.
лабораторная работа [1,9 M], добавлен 26.08.2009Основные критерии классификации магнитных материалов. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных магнитных полей. Свойства ферритов и магнитодиэлектриков. Магнитные материалы специального назначения. Анализ магнитных цепей постоянного тока.
курсовая работа [366,4 K], добавлен 05.01.2017Схемы замещения и параметры воздушных линий электропередач и автотрансформаторов. Расчет приведенной мощности на понижающей подстанции и электростанции. Схемы замещения трансформаторов ТРДЦН-63 и ТДТН-80. Определение потерь мощности и энергии в сети.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 31.03.2015Составление баланса мощностей. Напряжение на зажимах цепи. Схема соединения элементов цепи. Реактивные сопротивления участков цепи. Параметры катушки индуктивности. Мощность, потребляемая трансформатором. Токи, протекающие по обмоткам трансформатора.
контрольная работа [140,8 K], добавлен 28.02.2014Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах. Резистивный элемент, катушка индуктивности, конденсатор. Схемы замещения источников электрической энергии. Пассивные элементы цепи, их основные характеристики и параметры.
реферат [105,0 K], добавлен 14.02.2014Определение тока утечки, мощности потери, удельных диэлектрических потерь при включении образца на переменное напряжение. Классификация и основные свойства полупроводниковых материалов. Физический смысл и область использования магнитных материалов.
контрольная работа [93,7 K], добавлен 28.10.2014Основные процессы намагничивания агрегативно-устойчивых полидисперсных магнитных жидкостей. Особенности процессов намагничивания магнитных коллоидов с различными структурными образованиями. Магниточувствительные эмульсии и основные способы их получения.
учебное пособие [6,5 M], добавлен 16.02.2010
