Изменения индуктивности

В соответствии с принципом Ленца при изменении ke в обмотках якоря и индуктора будут протекать токи, стремящиеся сохранить потокосцепления неизменными. На характер переходного процесса в ЭДН и токи в обмотках основное влияние оказывают характер изменения индуктивностей L1>2 и взаимной индуктивности М обмоток в функции угла 9 (т. е. изменение kc), а также величина и тип нагрузки. Без учета изменения насыщения магнитопровода ЭДН в переходном режиме, kc является функцией лишь угла 9 между магнитными осями обмоток, вид которой зависит от геометрии активной зоны ЭДН. Форма кривой тока в обмотке

Эффективность процесса преобразования энергии в ЭДН, как это следует из дифференциальных уравнений, описывающих эти процессы, в значительной степени зависит от величины и характера изменения индуктивностей и взаимной индуктивности обмоток, а также величины и характера нагрузки. Выраженные через магнитные проводимости рассеяния А! >2 и взаимной индукции Лт индуктивности и взаимная индуктивность для сосредоточенных обмоток примут вид:

Так, например, если в качестве целевой функции выбрана энергия в нагрузке Wn, то независимыми переменными ЭДН должны быть непременно относительное сопротивление нагрузки и относительные размеры активной зоны, так как эти параметры существенно влияют на WH. Относительная нагрузка влияет на режим работы ЭДН (от холостого хода до короткого замыкания), относительные размеры активной зоны — на характер изменения индуктивностей и взаимной индуктивности обмоток и через это--на эффективность процесса преобразования кинетической энергии ротора в электрическую.

В индуктивных машинах электромеханическое преобразование энергии происходит за счет изменения индуктивностей, токов и напряжений, а в емкостных машинах — за счет изменения емкостей, напряжений и токов. Энергия электрического поля

Известны три принципиальных исполнения электрической машины, которые дают возможность получить требуемый эффект изменения индуктивностей или взаимных индуктивностей:

тивность L12 между обмотками 1 и 2 имеет наибольшее отрицательное значение. В этом положении зоны зазора с наибольшей проводимостью, в которых зубцы статора находятся примерно против зубцов ротора, располагаются против северных полюсов jV2 обмотки 2. Наоборот, против южных полюсов располагаются зоны с наименьшей магнитной проводимостью зазора. Если повернуть ротор на угол Yzj/2 = я/14, то оси зубцов ротора совпадут с осями зубцов статора на осях южных полюсов. Зоны наибольшей проводимости расположатся напротив южных полюсов S, обмотки 2 и образуется униполярное поле с положительным потокосцеплением с обмоткой 1. . Исполнение с двумя обмотками на статоре довольно часто применяется в специальных электрических машинах. Его достоинством является возможность получения сравнительно высоких частот изменения индуктивностей или взаимных индуктивностей при сравнительно низких частотах вращения, а также отсутствие скользящих контактов в цепях питания обмоток позволяющее называть такие машины «бесконтактными».

Известны три принципиальных исполнения электрической машины, которые дают возможность получить требуемый эффект изменения индуктивностей или взаимных индуктивностей:

Исполнение с двумя обмотками на статоре довольно часто применяется в специальных электрических машинах. Его достоинством является возможность получения сравнительно высоких частот изменения индуктивностей или взаимных индуктивностей при сравнительно низких частотах вращения, а также отсутствие скользящих контактов в цепях питания обмоток, позволяющее называть такие машины «бесконтактными».

Обратимся к выяснению закономерностей изменения индуктивностей обмоток синхронной машины. 7-3. Индуктивности обмоток синхронной машины

7-3. Кривые изменения индуктивностей машины в зависимости от

Обмотки, включенные в резонансный контур, соединены так, что индуктированные в них э. д. с. направлены встречно. График 6-11,6 показывает процесс изменения индуктивности L в резонансном контуре. Зависимость L ((') задана кривой /; кривая 2 представляет зависимость L (t). Ввиду нелинейности кривой / переменная составляющая L (t) имеет характер искаженной синусоиды. Приближенно она может быть выражена так:

Разрыв цепи в таких коммутаторах осуществляется механическим путем за счет быстрого размыкания контактов с помощью специального привода (пневматического, гидравлического, электромагнитного и др.). Контакты размещаются либо в глубоком вакууме (ря= 10~7ч-10~10 Па) [2.43], либо в среде с высокой электрической прочностью, например ше-стифтористой сере SF6 в жидком или газообразном (элегаз) состоянии [2.14, 2.44]. В обоих случаях обеспечивается быстрое восстановление изоляционных свойств межэлектродного зазора. При разрыве больших постоянных токов, присущих ИН, коммутаторы с подвижными контактами часто снабжаются дополнительными устройствами для создания паузы тока в период размыкания контактов. Обычно такие устройства содержат предварительно заряженный вспомогательный конденсатор, работающий гак же, как и в тиристорных коммутаторах. При создании паузы тока обеспечивается практически бездуговая коммутация цепи. Последовательно с коммутатором часто включается вспомогательный насыщающийся дроссель с узкой прямоугольной петлей гистерезиса [2.2, 2.44]. При протекании коммутационного тока от емкости и снижении полного тока в дросселе он выходит из насыщенного состояния, его индуктивность резко возрастает, что позволяет еш,е более снизить полный ток в коммутаторе во время размыкания контактов. Действительно, при разрыве цепи с индуктивностью создается ЭДС eL= — d*?Ljdt= —Ldi/dt — idLjdt. Первое слагаемое в правой части соответствует обычной ЭДС самоиндукции, направленной согласно с коммутируемым током (так как dijdt < 0), а второе слагаемое характеризует ЭДС, создаваемую за счет изменения индуктивности и направленную встречно по отношению к коммутируемому току (dL/di > 0). Эта ЭДС способствует бездуговой коммутации при разрыве цепи с ИН. Необходимая для создания паузы тока гп энергия конденсатора Wc связана с энергией, передаваемой в нагрузку WH, -л длительностью разрядного импульса tp соотношением [2.2] УС«0,25 Wu(tn/tp). Чем выше быстродействие коммутатора и меньше ?п, тем меньшая емкость требуется для создания паузы тока.

Для ненасыщенной стали (В6<1,ЗТл) характер изменения индуктивности соответствует зависимости (6.15), отраженной на графике (см. 6.13). С увеличением индукции возбуждения В& сталь магнитопровода ЭДН при 6 = 0 насыщается, падение магнитного потенциала на стальных участках увеличивается, что эквивалентно уменьшению зубчатости магнитопровода. Действительно, значения Ltl при 0 = я/2 с увеличением Bs увеличиваются, зависимость Lfl=f(Q) с увеличением В6 стремится к прямой, соответствующей гладкому магнитопроводу ( 6.12). Результаты расчета Ljfl с учетом и без учета изменения магнитной проницаемости стали в переходном режиме в пределах 9<я/2 совпадают, так как за это время потокосцепления обмоток Ч^ и 4*2 меняются незначительно по отношению к исходным значениям.

С увеличением В6 коэффициент а^о-* 1, а все остальные — к нулю, что хорошо согласуется с физическими представлениями о характере изменения индуктивности для насыщенных систем: индуктивность не зависит от 9.

5.19. Вариометром называют систему двух катушек, одна из которых (меньшего размера) располагается в большей и может поворачиваться. Обмотки катушек могут соединяться последовательно или параллельно. Вариометры применяются в измерительной технике и радиотехнике для плавного изменения индуктивности.

14.11м. В электрической цепи индуктивного параметрического датчика ( 14.11, а) «—150sin314- 102Л График изменения индуктивности изображен на 14.11,6; Lmin = 0,5 гн, Lmax = =-Л гн, 7^ = 10-4 сек.

При заданном питающем напряжении и параметрах механической системы, связанной с электромагнитом, его Динамические характеристики определяются зависимостью индуктивности обмотки от перемещения якоря (в случае ненасыщенной магнитной системы) и сопротивлением обмотки. В соответствии со сказанным проектирование конструкции оптимального электромагнита можно разбить на два этапа. На первом этапе заданными являются зависимости от перемещения якоря скорости движения, сил сопротивления, массы элементов, участвующих в движении. Перечисленные'зависимости дают возможность построить требуемую динамическую тяговую характеристику. Задача расчета — определение закона изменения индуктивности и сопротивления обмотки, обеспечивающих получение заданной динамической характеристики.

Второй этап заключается в определении размеров магнитной системы и обмоточных данных катушки, при которых требуемый закон изменения индуктивности и сопротивления обмотки могут

Характер изменения индуктивности и тока катушки с изменением воздушного зазора в цепи магнитопровода показан на 10.8. Путем изменения величины воздушного зазора в магнитопроводе можно регулировать ток катушки индуктивности (дросселя) при включении ее в цепь переменного тока при неизменном подводимом напряжении.

7.1. Картина изменения индуктивности обмотки фазы а статора

Изучите, как распределяются токи, напряжения, мощности при параллельном подключении токоприемников к источнику синусоидального напряжения, если одна ветвь цепи содержит конденсатор, а другая ветвь — дроссель. Уясните, как зависит коэффициент мощности всей цепи от изменения индуктивности дросселя и емкости батареи конденсаторов; для выяснения фазовых соотношений постройте векторные диаграммы