Насыщения материала

До сих пор не учитывалось влияние насыщения магнитопровода при реакции якоря. Под одним краем полюса магнитная индукция возрастает настолько, что зубцы якоря и сердечника полюсов вдоль этого участка насыщаются ( 13.16, заштрихованная часть графика 4), в результате чего поле якоря ослабляет главное магнитное поле под одним краем полюса больше (-Д#, 13.17), чем усиливает это поле под другим краем полюса (+Л5). Таким образом, реакция якоря вызывает еще уменьшение главке го магнитного потока, которому пропорциональна ЭДС якоря.

ротора называется зависимость тока возбуждения / от тока якоря / при постоянных напряжении U и частоте вращения п. Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать постоянным напряжение между выводами генератора. Характеристика сначала почти прямолинейная ( 13.25), но затем изгибается вверх от оси абсцисс вследствие влия1гия насыщения магнитопровода машины.

Физически в синхронной машине существует лишь одно результирующее поле, складывающееся из постоянного магнитного поля вращающегося с угловой скоростью со ротора, магнитного поля рассеяния статора (см. 14.13) и вращающегося синхронно с ротором магнитного поля реакции якоря. Но, пренебрегая влиянием гистерезиса и насыщения магнитопровода (линейная цепь), целесообразно рассматривать эти магнитные поля как существующие независимо друг от друга, создающие с фазной обмоткой статора независимые потоко-сцепления и индуктирующие в ней соответствующие ЭДС [см. (2.33)]. При этом для анализа процессов в синхронной машине можно воспользоваться комплексным методом.

Ток генератора в этом случае зависит линейно от тока возбуждения. Линейность зависимости//(/„) нарушается лишь при больших значениях тока возбуждения вследствие насыщения магнитопровода машины.

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

ротора называется зависимость тока возбуждения /в от тока якоря /я при постоянных напряжении С/ и частоте вращения п. Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать постоянным напряжение между выводами генератора. Характеристика сначала почти прямолинейная ( 13.25), но затем изгибается вверх от оси абсцисс вследствие влияния насыщения магнитопровода машины.

Физически в синхронной машине существует лишь одно результирующее поле, складывающееся из постоянного магнитного поля вращающегося с угловой скоростью GJ ротора, магнитного поля рассеяния статора (см. 14.13) и вращающегося синхронно с ротором магнитного поля реакции якоря. Но, пренебрегая влиянием гистерезиса и насыщения магнитопровода (линейная цепь), целесообразно рассматривать эти магнитные поля как существующие независимо друг от друга, создающие с фазной обмоткой статора независимые потоко-сцепления и индуктирующие в ней соответствующие ЭДС [см. (2.33)]. При этом для анализа процессов в синхронной машине можно воспользоваться комплексным методом.

Ток генератора в этом случае зависит линейно от тока возбуждения. Линейность зависимости 7/(/в) нарушается лишь при больших значениях тока возбуждения вследствие насыщения магнитопровода машины.

До сих пор не учитывалось влияние насыщения магнитопровода при реакции якоря. Под одним краем полюса магнитная индукция возрастает настолько, что зубцы якоря и сердечника полюсов вдоль этого участка насыщаются ( 13.16, заштрихованная часть графика 4), в результате чего поле якоря ослабляет главное магнитное поле под одним краем полюса больше (-А6, 13.17), чем усиливает это поле под другим краем полюса (+ \В). Таким образом, реакция якоря вызывает еще уменьшение главнс го магнитного потока, которому пропорциональна ЭДС якоря.

ратора называется зависимость тока возбуждения /н от тока якоря /я при постоянных напряжении U и частоте вращения п. Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать постоянным напряжение между выводами генератора. Характеристика сначала почти прямолинейная ( 13.25), но затем изгибается вверх от оси абсцисс вследствие влияния насыщения магнитопровода машины.

Физически в синхронной машине существует лишь одно результирующее поле, складывающееся из постоянного магнитного поля вращающегося с угловой скоростью со ротора, магнитного поля рассеяния статора (см. 14.13) и вращающегося синхронно с ротором магнитного поля реакции якоря. Но, пренебрегая влиянием гистерезиса и насыщения магнитопровода (линейная цепь), целесообразно рассматривать эти магнитные поля как существующие независимо друг от друга, создающие с фазной обмоткой статора независимые потоко-сцепления и индуктирующие в ней соответствующие ЭДС [см. (2.33)]. При этом для анализа процессов в синхронной машине можно воспользоваться комплексным методом.

В слабых полях, когда величина Н практически близка к нулю, участок Оа кривой 11.8 имеет прямолинейный характер. Затем она изгибается вверх (участок аб) и на участке бе изменяется по линейному закону; участок гд характеризует так называемую область насыщения материала. Индукция поля намагниченности при этом достигает в пределе величины насыщения By.s =ц0 Js, характерной для каждого материала.

3. По запросу машины указывают тип расположения МК. Если размещение контактов внешнее (его используют при числе МК, большем семи), то запрашивается значение индукции насыщения материала сердечника, плотность тока обмотки, длина обмотки (выбирается студентом в соответствии с длиной колбы МК по результатам предварительного эскизирования обмотки реле и элементов сердечника). Затем вычисляют площадь поперечного сечения, диаметр сердечника, площадь окна и высоту обмотки. Если расположение МК внутреннее, то предварительно (на основании габаритных размеров МК) выполняют эскизный чертеж компоновки реле и определяют ожидаемые размеры каркаса, обмотки и элементов магнитопровода. Далее вводят наружный и внутренний диаметры корпуса, его длину, толщину крышки: относительные магнитные проницаемости материалов, из которых выполнены корпус и крышки реле.

Обозначения, принятые в программе: С — жесткость электрода; R — модуль упругости материала электрода; В, Н, L — ширина, толщина, длина электрода; L1 — длина перекрытия электродов в рабочем зазоре; Z9 — коэффициент запаса по срабатыванию; К9, Y9, Т9, Н9 — коэффициенты, учитывающие технологический разброс параметров электродов, влияние инерционных сил, увеличение сопротивления обмотки при нагреве и допустимое снижение напряжения источника питания; II, 12 — максимальная и минимальная намагничивающие силы срабатывания; F1 — инерционная сила; F2 — механическое усилие, необходимое для изгиба электродов; J —длина начального рабочего зазора; К2, КЗ, Кб — коэффициенты магнитной проводимости магнитопровода, магнитных путей рассеивания, симметричности; G1 — плотность материала электрода; G — действующая перегрузка; Q — максимально допустимая температура нагрева обмотки; Ul, U2 — максимальное и минимальное напряжения источника питания; S — минимальная площадь сечения магнитопровода; М — относительная магнитная проницаемость материала электрода; N — число МК; F — контактное усилие; В6 — индукция насыщения материала сердечника; D — диаметр сердечника; Q1 — площадь окна обмотки; 13 — рабочая намагничивающая сила; J3 — плотность тока; F0— коэф-

коэффициент, зависящий от соотношения напряженности Hs магнитного поля насыщения материала и напряженности Нтях намагничивающего поля (для феррозондов с продольным возбуждением амплитуду поля возбуждения обычно выбирают с учетом соотношения Нтях = = (3...5) Я,).

Индукция в зазоре может в два-три раза превышать индукцию насыщения материала магнитопровода. Так как начальное значение зазора б обычно стремятся установить по возможности минимальным, то насыщенными оказываются лишь незначительные участки магнитопровода. Это видно из эпюры распределения индукции В вблизи зазора ( 6.4,г). Поэтому в расчетах обычно этими малыми участками пренебрегают и считают МС ненасыщенной. Это относится и к ЭДМ с МС. Ниже ИДМ и ЭДМ, имеющие магнитопроводы, отнесены к ЭММ с ненасыщенной МС. Если зазоры б соизмеримы с длинами магнито-проводов, то в расчетах следует учитывать их насыщение. В некоторых ЭДМ и ИДМ для обеспечения однополярного режима работы конденсатора он шунтируется диодом (см. 6.4,а—в; 6.6,а, в, г). Однако шунтирование конденсатора не всегда целесообразно, особенно в быстродействующих ИДМ без МС, так как могут создаться условия, когда токи в катушке и витке совпадают по направлению. В этом случае ЭДУ не ускоряют, а затормаживают подвижные детали. На 6.5, е представлена электрическая схема замещения ИДМ, а на 6.5, ж— к типичные осциллограммы, если: ж — диск не движется, диод Д — отсутствует; з — то же, но с диодом Д; и — диск движется, диод Д отсутствует; к —диск движется, диод Д установлен.

остаточного намагничивания материала индуктора. Поле индуктора будет пропорционально току гн и, следовательно, с увеличением тока возрастет ын. При достижении магнитного насыщения материала возрастание прекратится, а затем начнется уменьшение ик за счет увеличения падения потенциала в обмотке якоря ( 10.8,6).

Так как характеристика намагничивания магнитных материалов нелинейна, ток намагничивания трансформатора нарастает со временем по кривой, отличающейся от экспоненты. Поэтому и спад плоской вершины импульса в действительности происходит по более сложному закону, чем (5.70). Отличие действительного спада от (5.72) невелико до тех пор, пока индукция в конце действия импульса Вт много меньше индукции насыщения материала сердечника. Если же индукция в конце действия импульса, определяемая выражением (5.74), приближается к индукции насыщения материала сердечника, ток намагничивания трансформатора резко растёт и спад сильно увеличивается из-за падения индуктивности первичной обмотки. Аналогичное явление получается, если возрастающий ток намагничивания доводит работающий на трансформатор усилительный элемент до режима ограничения.

f/n (см. 20.7) и перемагничивается импульсным полем напряженностью Н„. Положим, что при действии Нп магнитное состояние образца характеризуется некоторой точкой А на гистерезисной петле (см. 20.7). Затем на обмотку w3 (см. 20.22) подается от генератора ГИ импульс тока прямоугольной формы, благодаря чему происходит перемагничивание образца в обратном направлении. Амплитуда Я„ (см. 20.7) и длительность tn импульса должны быть такими, чтобы обеспечивалось полное перемагничивание по предельной петле до области практического насыщения материала сердечника (точка м на рис 20.7). Частота же следования импульсов не должна быть 7, чтобы намагничивание приближалось к статическому. Как

В слабых полях, когда величина Я практически близка к нулю, индукция Bj почти не оказывает влияния на величину В и на участке Оа кривая имеет прямолинейный характер (В к В7). Затем эта кривая изгибается вверх (участок аб) и на участке бв изменяется по линейному закону. В точке в кривая имеет перегиб, описывая «колено» (участок вг), за которым она изменяется почти по линейному закону, характеризуя так называемую область насыщения материала. Индукция поля намагниченности при этом достигает в пределе величины насыщения Bs = \ioJs, характерной для каждого материала. Значения Bs обычно приводятся в спра*-вочных таблицах. В дальнейшем вследствие постоянства величины Bs в области насыщения магнитная индукция В растет только за счет поля В/. Поэтому кривая В (Я) на насыщенном участке имеет практически постоянный наклон к оси абсцисс.

'Во — остаточная индукция в магнитном материале сердечника, гс; w\ — число витков первичной обмотки трансформатора; q с — чистое сечение магнитного материала сердечника, см2. Так как характеристика намагничивания магнитных материалов нелинейна, ток намагничивания трансформатора нарастает со временем по кривой, отличающейся от экспоненты. Поэтому и спад плоской вершины импульса в действительности происходит по более сложному закону, чем (5.70). Отличие действительного спада от (5.72) невелико до тех пор, пока индукция в конце действия импульса Вт много меньше индукции насыщения материала сердечника Если же индукция в конце действия импульса, определяемая выражением (5.74), приближается к индукции насыщения материала сердечника, ток намагничивания трансформатора резко растёт и спад сильно увеличивается из-за падения индуктивности первичной обмотки. Аналогичное явление получается, если возрастающий ток намагничивания доводит работающий на трансформатор усилительный элемент до режима ограничения.