Магнитные цепи с переменной магнитодвижущей силой

Необходимо обратить внимание на то, что при работе на линейном участке вебер-амперной характеристики и синусоидальном напряжении амплитуда магнитного потока зависит только от приложенного напряжения, частоты и числа витков обмотки и не зависит от свойств сердечника и величины тока ( ). Ток в катушке с ферромагнитным сердечником представляется периодической несинусоидальной кривой , которая при учете потерь на гистерезис и вихревые токи опережает кривую на угол магнитных потерь. Необходимо понимать, что изменение воздушного зазора приводит к увеличению тока в катушке, но магнитный поток при этом остается неизменным (если неизменно приложенное напряжение). Нужно четко уяснить алгоритм определениятока, параметров последовательной и параллельной электрической схем замещения катушки с ферромагнитным сердечником и их физический смысл, уметь строить векторную диаграмму.

Введение в цепь синусоидального тока нелинейной индуктивности, какой является катушка со стальным сердечником, даст возможность осуществить феррорезонанс напряжений и токов. Это явление находит широкое практическое применение в феррорезонансных стабилизаторах напряжения, в которых при значительных колебаниях напряжения на входе напряжение на выходе остается почти неизменным.

Задача. На рис. 29 даны геометрические размеры сердечника магнитной цепи в миллиметрах, выполненного из электротехнической стали марки Э42. Сердечник набран из листов толщиной . Толщина изоляции между листами Удельный вес стали . Напряжение сети В, индукция , частота . Требуется определить ток , параметры последовательной и параллельной схем замещения, если можно пренебречь активным сопротивлением обмотки и потоком рассеяния.

Решение. Определяем длину средней магнитной линии и сечения сердечника:

;

.

Считаем, что изоляция занимает площади сердечника, т.е.

.

Находим активную и реактивную составляющие тока (они определяются мощностью потерь и намагничивающей мощностью):

; .

Масса сердечника кг.

Рис. 29 Рис. 30

По кривым зависимостей удельной активности и намагничивающей мощности и , .которые приводятся в справочной и учебной литературе, находим: ; , тогда:

Вт;

вар;

;

;

мА.

Параметры параллельной и последовательной схем замещения (рис. 30) определяются следующим образом:

1/Ом;

1/ОМ;

Ом;

;

Ом;

Ом.