Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

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

ной характеристикой cos 6 = / [(sin е - 6 cos Ъ)/п], изображенной на рис. 6.16.

Изменив масштаб по оси абсцисс в mElr раз й по оси ординат

в Егт раз, получим

Y (6) тЕ.1г == [(sin 6 - 6 cos е)/я] mE<lr = U,

о

Ern COS e = t/ .

(6.51) (6.52)

Ha приведенных соотношениях и основан простейший расчет выпрямителя, нагрузка которого начинается с емкости.

Если сопротивление индуктивности рассеяния, пересчитанное в фазу вторичной обмотки трансформатора, оказывается сравнимым с омическим сопротивлением г, то форма импульса тока фазы будет заметно отличаться от косинусоидальной (рис. 6.17, G, б) даже при бесконечно большой емкости конденсатора С.

ч

ч

\х=о

,025

>

ц

Swe-bcdsb

Рис. 6.16


Длительность импульса получается больше 2е, и он становится несимметричным.

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения, действующее и амплитудное значения тока вентиля и коэффициент пульсаций будут в этом случае зависеть не только от отношения г/7? , определяющего угол отсечки при Ls = О, но и от относительной постоянной времени зарядной цепи:

x = aLslr.

(6.53)

Проведя расчеты; аналогичные изложенным, можно получить формулы, подобные (6.42), (6.43), (6.44) и (6.48), но коэффициенты В (Л), (Л), F [А) vl Н (Л, ш), входящие в них, будут функцией не только параметра Л, но и л;. Значения этих коэффициентов даются соответ-. ствуюшлми кривыми на рис. 6.15 и 6.16. А это позволяет производить расчет выпрямителя по тем же самым формулам, что и при отсутствии индуктивности рассеяния.



§ 6.4. Определение токов в обмотквх трансформатора выпрямительных схем. Вынужденное подмагничивание

Значительно упрощает определение токов в первичных обмотках трансформатора пренебрежение падением напряжения от тока холостого хода трансформатора на сопротивлении его первичной обмотки. Пояснить это можно на примере однофазной схемы выпрямителя, работающего на нагрузку, начинающуюся с емкости (рис. 6.18, а).

Схеме выпрямителя соответствует приведенная ко вторичной обмотке эквивалентная схема рис. 6.18, б, на которой обозначен известный из предыдущих расчетов ток i, равный току вентиля. Если пренебречь падением напряжения от тока холостого хода на элементах Lji и то она примет вид

рис. 6.18, е.

В этой схеме ток источника, il, приведенный ко вторичной обмотке, и ток первичной сети трансформатора определяются легко (рис. 6.18, г). Он равен сумме тока холостого хода t\x и переменных составляющих тока вентиля i, причем амплитуда и фаза последних не зависят от индуктивности холостого хода трансформатора Lq и потерь в -сердечнике g:

il = {wi/w ii = il + 1, (6.54)


. I-.-, 1 I-1-I--f-

OJt

wt

где - w-i И. и>2 - числа витков в первичной и вторичной об-Рис. 6.18 мотках трансформатора. По-

стоянная составляющая тока вентиля не попадает в первичную цепь, а замыкается через индуктивность холостого хода, трансформатора Ц.

Таким образом, в первичной цепи получаем ток

h = hx + fa- = кх + tip, (6.55)

часть которого, трансформируемая во вторичную обмотку и протекающая через вентиль, обозначена tp.

В большинстве случаев трансформатор проектируется так, чтобы сердечник не насыщался. При этом ток холостого хода близок по форме



к гармоническому и отстает по фазе от напряжения на угол, почти равный я;/2 (потери в сердечнике малы, см. рис. 6.18, е). Сложив ординаты этого графика с ординатами графика для 1\р (рис. 6.18,5), получим кривую полного тока в первичной обмотке трансформатора (рис. 6.18, ж).

Представим токи iy и рядами Фурье:

= ly sin со/ + nimi cos at + nli cos 2at + 1в-=1в-h = mi cos at+ 12 cos 2at + ..., (6.56)

рде n = Wz/Wi - коэффициент трансформации.

Действующее значение тока можно теперь записать в виде

I, = V 0,5 (/U + n4fni + п'Рт, + ...). (6.57)

Действующее значение тока t\p, представляющего часть тока которая трансформируется во вторичную обмотку и создает там ток 1-, на основании разложения (6.56) получается равным

hp = V0,5 {пЧгт + пЧ!п2 + ..-) (6.58)

, ,-. Ii,=nh = nVlf=n. (6.59)

Отсюда для полного тока первичной обмотки получаем

Ii = Vlh + n4l, (.60)

где /ix - действующее значение тока холостого хода, равное 0,707 1ут..

Таким образом, упростив эквивалентную схему, получим трансформатор, в котором намагничивающие сердечник суммарные аМпер-витки первичной и вторичной обмоток для всех гармоник, кроме первой и постоянной составляющей, оказались равными нулю. Намагничивающая сила первой гармоники равна ампер-виткам холостого хода:

wJimiC0sat - W2lmiC0sat = wJyrn?,mat, (6.61)

а ампер-витки постоянной составляющей тока вторичной обмотки создают некомпенсированную постоянную составляющую намагничит вающей силы, которая вызывает значительный постоянный магнитный поток в сердечнике. Это явление называется вынужденным подмагничиванием трансформатора.

Вынужденное подмагничивание трансформатора в выпрямительных схемах приводит к завышению габаритов трансформатора и поэтому является неприятным явлением.

В рассмотренной однофазной схеме выпрямителя постоянный поток вынужденного подмагничивания замыкается по сердечнику и поэтому может достичь больших величин. Для уменьшения этого потока, как правило, в сердечнике надо предусматривать воздушный зазор. Сердечник с воздушным зазором обладает хотя и меньшей



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

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов