Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) ( 15 ) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (15)

перечное сечение магнитопровода - S, а материал магнитопровода является ферромагнетиком, то есть характеризуется гистерезисом, условно изображенном на рис. 3.2.

Ва=Вг+ДВ


-Не о +Нс\ Н2 Hi

Рис. 3.2. Цикл перемагничивания ферромагнетика в условиях однополярных токов

По закону электромагнитной индукции напряжение, приложенное к обмотке Wj, уравновешивается возникающей ЭДС:

Ui = Wj--= vvji -

или, что то же самое:

dB =-Udt.

Проинтегрируем это выражение:

B(t)\\u,dt+B(0).

Внимание! В формуле появляется начальное значение индукции В(0), соответствующее моменту времени t = 0. Нам интересно оценивать не само значение индукции, а ее приращение, то есть относительное изменение:

А5(0-5(0-5(0) =

1 г

Uydt.



Поскольку напряжение U имеет форму, изображенную на рис. 3.1, интегрирование этого выражения приводит к очень простому результату:

То есть индукция в момент действия импульса линейно нарастает и к моменту окончания импульса будет;

Теперь наглядно рассмотрим процесс намагничения магнитопровода (рис. 3.2). Пусть до подачи первого импульса магнитопровод находился в полностью размагниченном состоянии {В = О, Я = 0). При воздействии первого импульса точка А перемещается по основной кривой намагничения, и в момент окончания импульса индукция достигает значения B, равного AS. По достижении индукцией значения B напряженность в это же время достигает значения Я). После окончания импульса напряжения намагничивающий ток в первичной обмотке и напряженность магнитного поля в магнитопроводе упадут до нуля. Однако вследствие гистерезиса точка А не вернется в начало координат. Двигаясь по нисходящей ветви некоторого частного гистерезисного цикла, она достигает положения, определяемого остаточной индукцией и Я = 0.

При воздействии следующего импульса индукция в магнитопроводе должна увеличиться сначала снова на AS и к Хюменту окончания второго импульса будет иметь новое значение Sj = В, + AS. Поэтому при воздействии второго импульса точка А перемещается по восходящей ветви частного гистерезисного цикла на участке Sy-Sj, а затем - по основной кривой намагничения до точки Bj-

По окончании импульса с уменьшением намагничивающего тока точка А по нисходящей ветви нового-частного гистерезисного цикла 2-г2 займет положение В = S,, Я = 0. При этом S,>В„ В2>В, Н,>Щ.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока точка А не достигнет положения В = В,., Я= 0. При воздействии всех последующих импульсов точка А будет перемещаться по ветвям частного



предельного несимметричного гистерезисного цикла, отмеченного на рис. 3.2 штриховкой. Именно этот цикл и характеризует электромагнитные процессы в магнитопроводе, протекающие под воздействием однополярных импульсов напряжения. О чем это говорит? Чем выше для конкретного материала величина остаточной индукции при равной величине индукции насыщения, тем меньше возможное приращение индукции, тем менее эффективно используется магнитопровод.

Для работы в данном режиме следует выбирать материалы, обладающие как можно меньшей остаточной индукцией, как можно большей индукцией насыщения и минимальной напряженностью магнитного поля, при которой достигается насыщение ферромагнетика. К сожалению, характеристики реальных материалов таковы, что даже у самых лучших представителей класса ферромагнетиков остаточная индукция примерно равна половине индукции насыщения. Поэтому необходимо пользоваться другими методами снижения остаточной индукции.

3.2. Методы снижения остаточной индукции

Еще раз обратим внимание на рис. 3.1. Предположим, что мы разрезали магнитопровод, то есть ввели в него воздушный зазор 5, достаточно малый по сравнению с длиной средней линии /р, а также с линейными размерами сечения магнитопровода. Поскольку величина зазора небольшая, магнитное поле в нем можно считать однородным в силу непрерывности магнитного потока (сколько силовых линий «вошло», столько и «выйти» должно):

Фо = Фб или BoSo = BbSs.

Понятно, что So = = S, тогда Dq = B = B.

Магнитная индукция и в зазоре, и в магнитопроводе остается постоянной, следовательно, должна меняться напряженность. Чтобы наглядно увидеть это, воспользуемся теоремой о циркуляции Н:

iiwi = Яо /о + Яб 5 ,

где Яо - напряженность магнитного поля в магнитопроводе; Щ - то же самое, но в зазоре; б - величина зазора.



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) ( 15 ) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)