Обусловленные гистерезисом

5.30. Определите ток Д/г в цепи магнитоэлектрического гальванометра, обусловленный изменением сопротивления #10 на 1 Ом, в уравновешенном четырехплечем мосте постоянного тока ( 5.6,а) со следующими параметрами: #1=#ю=#2 = #з=#4=100 Ом, #г=100 Ом, 1/п = 2 В.

Очевидно, при построении многокаскадных УПТ емкостная или трансформаторная связь не может быть использована. Поэтому для соединения отдельных каскадов усиления применяют только гальваническую связь, что предопределило другое их название — усилители с непосредственной связью. При этом выход предыдущего каскада усиления омически связан со входом последующего каскада. Однако отсутствие в цепях связи реактивных элементов приводит к тому, что через усилитель одновременно могут проходить полезный усиливаемый сигнал и сигнал помехи, обусловленный изменением начального режима работы транзистора каскада усиления (UOK, /OK) под воздействием различных дестабилизирующих факторов, например изменений напряжения источника питания, температуры и др. При этом вся сложность заключается в том, что как полезный сигнал, так и сигнал помехи могут иметь одинаковый или близкий характер изменения во времени. Так как на выходе усилителя такие сигналы складываются и различить их невозможно, то это создает ложное представление об истинном значении усиленного полезного сигнала. Таким образом, на выходе усилителя возникают изменения усиленного сигнала, не связанные с изменениями входного сигнала, а обусловленные внутренними процессами в усилителе. Эти изменения называют дрейфом нуля УПТ.

При переменном же токе изменяющееся магнитное поле будет наводить в витке э. д. с. самоиндукции. Между витками, так же как и между отдельными точками смежных витков, электрическое поле станет переменным. В связи с этим ток в равличных витках будет неодинаковым, так как появится ток смещения между витками. Чем выше частота переменного тока, тем больше будут э. д. с. самоиндукции и ток смещения. При низких частотах током смещения можно пренебречь; при высоких же частотах ток смещения, обусловленный изменением напряженности электрического поля, может быть соизмерим по величине с током в витках или даже

При переменном же токе изменяющееся магнитное поле будет наводить в витках э. д. с. самоиндукции. Между витками, так же как и между отдельными точками смежных витков, электрическое поле станет переменным. В связи с этим ток в различных витках будет неодинаковым, так как появится ток смещения между витками. Чем выше частота переменного тока, тем больше будут э. д. с. самоиндукции и ток смещения. При низких частотах током смещения можно пренебречь; при высоких же частотах ток смещения, обусловленный изменением напряженности электрического поля, может быть соизмерим по величине с током в витках или даже может превышать его. Таким образом, в зависимости от выбранного диапазона частот индуктивная катушка может быть представлена либо как сопротивление г (при постоянном токе — 1-9, а), либо как индуктивность L с последовательно включенным сопротивлением г (при низких частотах — 1-9, б), либо как индуктивность L и сопротивление г, соединенные параллельно с емкостью С (при высоких частотах — 1-9, в).

Отсутствие в цепях связи УПТ реактивных элементов приводит к тому, что через усилитель одновременно могут проходить полезный усиливаемый сигнал и сигнал помехи, обусловленный изменением начального режима работы транзистора каскада усиления (1/ок, /01[) под воздействием различных дестабилизирующих факторов, например изменений напряжения источника питания, температуры и др. При этом сложность заключается в том, что как полезный сигнал, так и сигнал помехи могут иметь одинаковый или близкий характер изменения во времени. Так как на выходе усилителя такие сигналы складываются и различить их невозможно, это создает ложное представление об истинном значении усиленного полезного сигнала. Таким образом, на выходе усилителя возникают изменения усиленного сигнала, не связанные с изменениями входного сигнала, а обусловленные внутренними процессами в усилителе. Эти изменения сигнала на выходе при отсутствии изменений входного сигнала под воздействием дестабилизирующих факторов называют дрейфом нуля УПТ.

Наряду с механическим переходным процессом при подаче управляющего сигнала ?/у происходит электромагнитный переходный процесс, обусловленный изменением тока в обмотке управления. Однако процесс этот быстро затухает, а характеризующая его электромагнитная постоянная времени Т:> в десятки раз меньше Тм. Таким образом, наибольший интерес при исследовании динамических характеристик ИД представляет определение Тм.

Наряду с механическим переходным процессом при подаче управляющего сигнала ?/у происходит электромагнитный переходный процесс, обусловленный изменением тока в обмотке управления. Однако процесс этот быстро затухает, а характеризующая его электромагнитная постоянная времени Тэ в десятки раз меньше Гм-Таким образом, наибольший интерес при исследовании динамических характеристик ИД представляет определение Ты.

Определяя дрейф, обусловленный изменением температуры, следует исключить влияние разброса параметров в выражениях (4.191), (4.196) и (4.198), которые примут такой вид:

При тиристорном управлении асинхронный электропривод все время находится в последовательно сменяющих друг друга переходных режимах, вызываемых переключениями тиристоров. При каждой коммутации цепей в АД возникает электромагнитный переходный процесс, обусловленный изменением магнитного состояния машины и соответственно появлением свободных составляющих потока, которые, взаимодействуя с основной (вынужденной) составляющей, создают знакопеременные переходные моменты, максимальные значения которых могут на порядок и больше превышать максимальные значения момента, развиваемого АД в установившемся режиме [33]. Определяя реально возникающие ускорения и замедления электропривода, эти электромагнитные переходные моменты оказывают весьма существенное влияние на переходный процесс в целом. Поэтому задача управления динамическими режимами асинхронного электропривода сводится к управлению этими моментами и, следовательно, формированию желаемой динамической характеристики.

- тепловой спад тока, обусловленный изменением сопротивления кабелей вследствие их не адиабатического нагрева токами короткого замыкания (с учетом теплоотдачи в изоляцию токоведущих жил);

где «и, a22 —главные значения тензора термоЭДС в системе кристаллографических осей *i, x2; ii — компонента плотности тока вдоль оси х\. Выражение (1.51) описывает продольный эффект Пельтье, обусловленный изменением компоненты тензора термоЭДС вдоль на-

Так как активное сопротивление первичной обмотки /?i, так же как и ток холостого хода /0 трансформатора, обычно незначительно, электрические потери в этой обмотке оказываются небольшими и ими можно пренебречь. В результате этого можно принять, что мощность, потребляемая трансформатором в опыте холостого хода и измеряемая ваттметром, расходуется на потери в магнитопроводе, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами: Ро = РН- При нагрузке трансформатора ко вторичной его обмотке подключается потребитель электрической энергии.

§ 14.4. Потери, обусловленные гистерезисом. При периодическом перемагничивании ферромагнитного материала в нем совершаются необратимые процессы, на которые расходуется энергия от намагничивающего источника. В общем случае потери в ферромаг-

Физически потери, обусловленные гистерезисом, вызваны инерционностью процессов роста зародышей перемагничивания, инерционностью процессов смещения доменных границ и необратимыми процессами вращения векторов намагниченности.

Кроме потерь от вихревых токов в сердечнике есть еще потери, обусловленные гистерезисом и магнитной вязкостью.

§ 15.5. Потери в ферромагнитном сердечнике, обусловленные гистерезисом. Как известно (см. § 14.4), ферромагнитным материалам свойственно явление гистерезиса, которое вызвано отставанием изменения магнитной индукции от изменения напряженности магнитного поля. Площадь гистерезисной петли в координатах S, Н (В — индукция, Я — напряженность поля), снятая при достаточно медленном изменении магнитного поля во времени (когда вихревые токи практически отсутствуют), характеризует энергию, выделяющуюся в единице объема ферромагнитного материала за один период переменного тока (за одно перемагничивание). Потери в сердечнике, обусловленные гистерезисом, пропорциональны объ-

В данном параграфе рассмотрены соотношения, характеризующие работу трансформатора с учетом того, что зависимость между напряженностью поля и потоком в ферромагнитном (стальном) сердечнике нелинейна и что в сердечнике есть потери, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами.

В ферромагнитном сердечнике трансформатора, как и в сердечнике нелинейной индуктивной катушки, есть потери, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами. Вследствие этого ток холостого хода /0 состоит из геометрической суммы намагничивающего тока /^ и тока потерь /с ( 15.54, б): /0=/^+^-

§ 14.4. Потери, обусловленные гистерезисом........................ 426

§ 15.5. Потери в ферромагнитном сердечнике, обусловленные гистерезисом ............................................................ 452

Таким образом, при расчете любого электротехнического устройства, в котором содержится магнитная цепь с переменной м. д. с., необходимо учитывать явления, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами.

§ 14.4. Потери, обусловленные гистерезисом. При периодическом перемагничивании ферромагнитного материала в нем совершаются необратимые процессы, на которые расходуется энергия от намагничивающего источника. В общем случае потери в ферромагнитном сердечнике обусловлены гистерезисом, макроскопическими вихревыми токами и магнитной вязкостью. Степень проявления различных видов потерь зависит от скорости перемагничивания ферромагнитного материала. Если сердечник перемагничивается во времени весьма замедленно, то потери в сердечнике обусловлены практически только гистерезисом (потери от макроскопических вихревых токов и магнитной вязкости при этом стремятся к нулю).