Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 [ 214 ] 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

риваемой простейшей цепи изображена на рис. 23-20, в, а соотвр ствующая ей эквивалентная схема - на рис. 23-20, г.

Для определения параметров эквивалентной синусоиды - ng. ствующего значения и угла сдвига по фазе б относительно маг нитного потока Ф или активной / н реактивной /ф составляющи (рис. 23-20, в) обычно пользуются реальными характеристикам^ стального магнитопровода, снятыми при переменном токе заданной частоты. Значения и /ф зависят от числа витков катушки щ от размеров стального магнитопровода и от максимального значения магнитной индукции в стальном магнитопроводе.




Рис 23-20

При расчете таких цепей в качестве характеристик магнитопровода удобнее пользоваться не непосредственно значениями h /ф, а не зависящими от числа витков катушки величинами: реактивной мощностью

которую называют намагничивающей, и активной моШ' ностью

pUI,sm8UI,Ug , (23-29)

соответствующей потерям в стали и равной сумме потерь, обусловленных вихревыми токами и гистерезисом:

Р = Р. + Р.-



Все эти мощности удобнее относить к единице массы стального магнитопровода G и в качестве характеристик стали принимать:

QoQ/G и Po = P/G,

о

f 32

0- о

выражающие удельную намагничивающую мощность и удельные потери, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами.

Значения Qo и Pq зависят от марки (сорта) стали, способа ее намагничивания (ток или магнитный поток синусоидальные) и особенно от величины максимальной индукции В^. Так как магнитная система обычно рассчитывается для практически синусоидальной формы кривой магнитного потока, то значения Qo и Ро определяют для синусоидального магнитного потока.

На рис. 23-21 приведены полученные экспериментально зависимости Qo. Ро и tg б = Pfl/Qo от максимального значения индукции Вт для электротехнической стали с толщиной листов 0,5 мм марки Э42 (электротехническая высоколегированная сталь с низкими потерями, принимаемая в трансформаторах) при частоте f = 50 Гц. Аналогичные графики или таблицы есть и для других марок стали.

Зная величины Qo и Рд. легко перейти к составляющим тока /ф и /j, и проводимости и § в эквивалентной схеме катущки. Действительно, по закону электромагнитной индукции напряжение U связано с максимальным значением магнитного потока соотношением (23-19)

Л

А

0,2 Qii 06 08 1,0 1,2 /,+ Г

Рис 23-21

или в комплексной форме

(23-30)

где о = 4,44/ш5, S - сечение магнитопровода, а коэффициент 44 = 2л/]/2.

Подставив это выражение в (23-28) и (23-29), получим составляющие тока:

аВт

аВщ

Р

аВт

(23-31) 651



или составляющие проводимости в эквивалентной схеме (рис. 23-20 г)

gn = -,

Р

(23-32,

Как видно из полученных выражений, при заданных постоянных значениях частоты /, числа витков катушки w, сечения S и массы с стального магнитопровода составляющие тока /ф и / пропорццо-

нальны Qo/m и Ро/5 , а про. водимости Ьф и пропорциональны QJBm и Ро/В'т.

о

/, ;,г г

ч

т

т

0,2 0,1, 0,6 0,8 1,0 1,2 /,4 Т

Рис. 23-22.

Таким образом, построив зависимость этих величин от средней по сечению индукции В„ в свою очередь пропорциональной напряжению {], можно судить о характере нелинейности рассматриваемого элемента.

На рис. 23-22 построены зависимости Qo/Bn, PglBh, QJB и Po/m от Вт для рассматриваемой стали. Из графика видно, что ток /ц увеличивается с изменением напряжения по закону, близкому к прямолинейному, и соответственно эквивалентная активная проводимость g изменяется незначительно. Во многих случаях проводимость g можно считать постоянной. Как уже было указано, потери от вихревых токов пропорциональны квадрату магнитной индукции и, следовательно, составляющая g , обусловленная вихревыми токами, постоянна. Потери же от гистерезиса зависят от магнитной индукции по более сложному закону и только в ограниченном диапазоне изменения индукции пропорциональны квадрату индукции. Некоторая зависимость g от Вт У^ ловлена изменением формы гистерезисной петли с увеличением индукции. Так как для стали Э42 при малых значениях индукции отношение высоты к ширине петли гистерезиса меньше, чем ДД больших значений индукции, то с ростом индукции значение gu убывает.

Кривая зависимости /ф от В^ значительно отличается от прямой и аналогична кривой намагничивания стали. Некоторое Р^ личие форм кривой /ф (В„) и кривой намагничивания 1 аьс ( вызвано различными значениями коэффициента амплитуды вой тока = 1 акс'-/Ф при разных степенях насыщения тал Если при малых значениях индукции этот коэффициент близ



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 [ 214 ] 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

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