Нелинейных преобразований

— — трехфазный 472 Главный полюс 342, 343 Графический метод расчета нелинейных магнитных цепей 211

Насыщение стали учитывается введением нелинейных магнитных сопротивлений ферромагнитных элементов* эквивалентной схемы замещения. К ним относятся магнитные сопротивления ярм Rai, R,2 и полюсов Лв1, Ru2 статора и ротора. Замыкание магнитного потока рассеяния частично по зубу (полюсу) магнитопровода делает магнитные сопротивления Л,! и R,2 также нелинейными. Таким образом, задача расчета магнитных проводимостей потоков рассеяния и взаимной индукции ЭДН является линейной с нелинейными граничными условиями, зависящими от потоков в элементах. Изменение геометрических размеров участков магнитной цепи с изменением угла между магнитными осями обмоток статора и ротора ф = Q/p также влияет на магнитное

1. Для всех нелинейных магнитных сопротивлений эквивалентной схемы замещения ( 6.25), имеющих ферромагнитные участки магнитопро-вода, произвольно задают значения относительной магнитной проницаемости Мт;>1, где j—количество нелинейных сопротивлений. Для немагнитных участков ц,= 1.

Расчет нелинейных магнитных цепей следует начать с обратной задачи для неразветвленной цепи — электромагнита с участками магнитопровода из разных материалов по заданной индукции Вв в воздушном зазоре — и вести в следующем порядке:

В имеющихся изданиях вопросам расчета электромагнитных сил в магнитном поле уделено недостаточное внимание. Вместе с тем электромагнитные силы играют решающую роль в процессах электромеханического преобразования энергии, которые осуществляются в электрических машинах и других нелинейных магнитных устройствах и системах. Без правильного представления о величине и месте приложения электромагнитных сил, действующих на элементы электрических машин и других нелинейных магнитных систем, невозможно выполнить их грамотное конструирование и проектирование.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электромеханика». Его материал отвечает содержанию дисциплин «Спецкурс электрических машин», «Инженерное проектирование и САПР электрических машин» и «Математическое моделирование в электромеханике». Оно будет полезно инженерно-техническим работникам, занимающимся проектированием и эксплуатацией электрических машин и других нелинейных магнитных систем и устройств.

Электромагнитные силы и моменты в нелинейных магнитных системах и электрических машинах (наиболее сложных представителей этих систем) могут быть строго и однозначно определены только на основании расчета электромагнитного поля.

Приводятся многочисленные примеры расчета ЭМС, действующих на различные элементы электрических машин; сопоставление расчетов с экспериментальными данными свидетельствует о том, что все три известных способа расчета электромагнитных сил в электрических машинах и в других нелинейных магнитных системах приводят к одинаковым результатам, совпадающим с опытом.

Электромеханическое преобразование энергии в нелинейных магнитных системах

В принципе энергетический метод определения ЭМС по изменениям энергии или коэнергии с помощью формул (2.3) или (2.13) пригоден для расчета ЭМС в любых нелинейных магнитных системах. Однако практическая реализация метода для проведения конкретных расчетов довольно ограничена.

В последние годы в связи с необходимостью совершенствования методов численного расчета электромагнитных сил в нелинейных магнитных системах появился ряд работ [4 — 6, 37, 38, 39], в которых даны новые доказательства формул Максвелла для натяжения Tih и плотности электромагнитных сил / в магнитном поле. Показано, что формулы (4.47), (4.26) распространяются на нелинейные магнитные системы. Выявлено, что эти формулы являются

Значительный вклад в эту область радиотехники, как и в развитие теории нелинейных преобразований колебаний, внес академик А. И. Берг. Наряду с чисто «эфирными» радиолиниями возникли радиорелейные, волноводные и др.

Выясним, при каких условиях отсутствуют нелинейные и линейные искажения сигналов. Условия отсутствия нелинейных искажений при нелинейных преобразованиях сигналов определяются самим целевым назначением преобразования. Например, при осуществлении модуляции в некотором устройстве, называемом модулятором, должны быть получены сигналы с параметрами '(4) или (5). Эти характеристики модулятора, показывающие связь модулируемого параметра с управляющим напряжением, называются модуляционными характеристиками. Таким образом, может быть сформулировано следующее требование: чтобы при модуляции отсутствовали нелинейные искажения, модуляционные характеристики должны быть линейными, т. е. должны соблюдаться условия a = const, aq=const, гц, —const. Кроме того, модулятор должен работать в таком режиме, чтобы не возникала перемодуляция, приводящая к нелинейным искажениям закона модуляции. Аналогичные требования к характеристикам и режиму работы соответствующих устройств предъявляются и при других видах нелинейных преобразований.

Деление частоты осуществить значительное сложнее, чем умножение, так как никакие из рассмотренных выше нелинейных преобразований формы исходного колебания не могут привести .к появлению составляющих с частотой ниже, чем основная частота. Это может быть сделано только с помощью триггеров, параметрических устройств, свойства которых периодически изменяются во времени, или устройств, которые могут задерживать (запоминать) сигналы на заданное время. Например, если имеется последовательность импульсов ?/вх ( 88, а), то, задержав их на время т, равное периоду Т, затем усилив до прежнего значения с помощью инвертирующего усилителя /С0 ( 88, б), после суммирования с входными импульсами, исключим импульс 2, затем — импульсы 4, 6, 8 к т. д. Останутся только нечетные импульсы 1, 3, 5, 7 и т. д. Таким образом, частота импульсов уменьшилась в 2 раза.

Чаще всего реализация нелинейных преобразований в аналоговой форме основывается на использовании р—n-перехода в сочетании с операционными усилителями по методу обратной функции, умножителей и делителей для реализации метода неявной функции, электронных интеграторов путем интегрирования исходных, более просто реализуемых функций [57].

Для расширения области применения фильтров-экстраполя-торов необходимо ставить задачу поиска оптимальных процедур среди нелинейных преобразований. Пусть имеется ряд дискретных наблюдений:

тированяя <и других нелинейных преобразований электрических сигналов. рис_ 4.4 В тех случаях, когда об-

20.11. Виды нелинейных преобразований в задачах статистической радиотехники .................466

20.1. Виды нелинейных преобразований в задачах статистической радиотехники

Второй класс — инерционные нелинейные преобразования приходится рассматривать в связи с анализом нелинейных цепей, инерционностью которых при заданных воздействиях нельзя пренебрегать (например, диодные детекторы с инерционными нагрузками). Поведение подобных систем описывается нелинейными дифференциальными уравнениями. Общих методов решения таких уравнений не существует, даже если внешние воздействия задаются детерминированными функциями. В связи с этим задачи, требующие рассмотрения инерционных нелинейных преобразований случайных процессов, почти всегда решают приближенно, прибегая к различным искусственным приемам.

- В релейной защите и автоматике используются преимущественно линейные преобразования. Отдельные случаи применяемых нелинейных преобразований рассматриваются в § 5.10-т-§ 5.13. В данной главе рассматривается линейное преобразование синусоидальных токов и напряжений в синусоидальное напряжение или ток. Фильтры симметричных составляющих, являющиеся частным случаем такого преобразования, выделены в отдельную главу (четвертую) ввиду ряда специфических особенностей.

Высокочастотные диоды — приборы универсального назначения. Они могут быть использованы для выпрямления, детектирования и других нелинейных преобразований электрических сигналов в диапазоне частот до 600 МГц. Высокочастотные диоды изготовляются, как правило, из германия или кремния и имеют точечную