Потокосцепление самоиндукции

Потокосцепление рассеяния ^ ас в основном зависит от конструкции обмотки, т. е. взаимного расположения ее витков, сечения провода и т. д., и в меньшей степени — от магнитных свойств магнитопро-вода.

В воздухе (линейная среда) индукция пропорциональна напряженности магнитного поля: В =UoH. Поэтому можно считать, что потокосцепление рассеяния пропорционально току:

Можно приближенно считать, что поток Ф, совпадает по фазе с током / ( 12.19). Следовательно, угол сдвига фаз между напряжением и и потоком Ф2 должен быть равен я/2, для того чтобы получить ф - я/2 — if. Рассмотренная ранее векторная диаграмма (см. 8.8) катушки с магнитопроводом (см. 8.7, а) показывает, что сдвиг фаз между напряжением, приложенным к катушке, и потоком в маг-нитопроводе будет равен я/2, если подобрать соответствующее значение индуктивности рассеяния при неизменных прочих параметрах. В индукционном счетчике предусмотрена такая возможность. Потокосцепление рассеяния с обмоткой напряжения wy содержит составляющую муФ3, где Ф3 — поток, замыкающийся помимо диска. Значение этой составляющей потокосцеп-ления рассеяния можно изменять, регулируя ширину воздушного зазора на пути потока Ф3, например, при помощи подвижной ферромагнитной пластины Я (см. 12.17).

В фазной обмотке статора ЭДС индуктируются не только вращающимся магнитным полем, магнитные линии которого сцепляются одновременно с проводниками статора и ротора. Каждая фазная обмотка статора имеет также потокосцепление рассеяния Ф j. Это та часть магнитных линий, которые замыкаются помимо ротора. На 14.13 фазная обмотка статора условно показана в виде одновитковой секции. Потокосцепление рассеяния статора Ф складывается из по-

ния ^ Так как большая часть пути магнитных линий этого поля проходит в воздухе, то на тех же основаниях, что и для трансформатора, можно считать потокосцепление рассеяния прямо пропорциональным току статора /t и совпадающим по фазе с этим током.

Потокосцепление рассеяния индуктирует в каждой из фаз обмотки статора ЭДС рассеяния е cl по (2.2), которая совпадает по направлению с током /] ( 14.13). На этом же рисунке указаны ЭДСе,, индуктируемая в фазной обмотке статора вращающимся магнитным полем, и фазное напряжение и\ питающей сети. Таким образом, ток в каждой фазной обмотке можно рассматривать как создаваемый совместным действием фазного напряжения сети и\ и двух ЭДС — одной, индуктируемой вращающимся магнитным полем, и второй, индуктируемой потокосцеплением рассеяния.

Ток /2 фазной обмотки ротора создает магнитное поле, часть магнитных линий которого замыкается помимо обмотки статора. Совокупность этих магнитных линий определяет потокосцепление рассеяния Ф ас2 фазной обмотки ротора.

равную ЭДС холостого хода, потокосцепление рассеяния Ф индуктирует ЭДС рас

Как отмечалось, поля рассеяния возбуждаются токами обмоток. В фазах обмоток статора токи существуют при всех режимах работы машины, даже при идеальном холостом ходе, когда токи в роторе отсутствуют. Изменяющийся по синусоидальному закону ток tt создает потокосцепление рассеяния с фазой обмотки статора ^?м, которое согласно (18.4) также изменяется по синусоидальному закону и наводит в фазе обмотки гармоническую э. д. с., называемую э. д. с. рассеяния статора:

Потокосцепление рассеяния *_ас в основном зависит от конструкции обмотки, т. е. взаимного расположения ее витков, сечения провода и т. д., и в меньшей степени — от магнитных свойств магнитопро-вода.

В воздухе (линейная среда) индукция пропорциональна напряженности магнитного поля: В =и0Н. Поэтому можно считать, что потокосцепление рассеяния пропорционально току:

При переменном токе созданное им потокосцепление самоиндукции также переменное:

Алгебраическая сумма пронизывающих витки магнитных потоков, которые обусловлены электрическим током в этой цепи, составляет потокосцепление самоиндукции (обозначение YL). Если один и тот же ток проходит по катушкам различных размеров и с разным числом витков или по разным контурам, то и потоки, пронизывающие отдельные витки или контур, и сумма потоков, т. е. потокосцепление, будут различными. Таким образом, для разных катушек и контуров' коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током неодинаков. Но отношение потокосцепления к току у катушки или контура, характеризующее связь потокосцепления самоиндукции с током в данной электрической цепи, является постоянной величиной, называемой индуктивностью (обозначение L):

пр,и заданном токе в катушке найти потокосцепление самоиндукции или магнитный поток.

Так как магнитный поток пронизывает все витки катушки, то потокосцепление самоиндукции

В простейшем случае для одного контура с электрическим током магнитный поток, сцепляющийся с этим контуром, определяется током i, протекающим в этом же контуре. Такой поток называют потоком самоиндукции. Потокосцепление самоиндукции некоторого электрического контура или, что то же, некоторой неразветвленной электрической цепи обозначают 4fL. Можно представить его в виде

Продемонстрируем это на примере одного контура. Чтобы воспользоваться первой формулой для силы, следует выразить энергию через потокосцепление самоиндукции. Имеем

создает магнитный поток, пропорциональный числу витков. Считая, что этот магнитный поток сцеплен со всеми витками катушки, приходим к выводу, что потокосцепление самоиндукции и соответственно индуктивность катушки пропорциональны квадрату числа витков.

Если катушка имеет много витков, то проходящий через нее ток создает магнитный поток, пропорциональный числу витков. Считая, что этот магнитный поток сцеплен со всеми витками катушки, приходим к выводу, что потокосцепление самоиндукции и соответственно индуктивность катушки пропорциональны квадрату числа витков.

где ift — потокосцепление самоиндукции.

лению ток i, который создаст потокосцепление самоиндукции tyL =*—г)„. То же самое произойдет и в том случае, если первоначальное потокосцепление tyn не будет равно нулю.

Индуктивность характеризует связь потокосцепления самоиндукции с током данной цепи. Ее необходимо знать, чтобы при заданной'силе-тока в цепи найти магнитный поток или потокосцепление самоиндукции.