Практическое занятие №24. Расчет магнитных цепей с постоянными потоками

СОДЕРЖАНИЕ

Практическое занятие №19. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.. 2

Практическое занятие №20. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С РЕЗИСТИВНЫМИ НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.. 3

Практическое занятие №21. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С РЕАКТИВНЫМИ НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.. 4

Практическое занятие №22. НЕЛИНЕЙНЫЕ МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ 5

Практическое занятие №24. РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ ПОТОКАМИ.. 7

Практическое занятие №25. РАСЧЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ МЕТОДОМ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СИНУСОИД.. 9

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 11

 

Практическое занятие №19. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

Задача

 

Вольтамперная характеристика нелинейного элемента, входящего в состав разветвленной цепи (рис.19.1), аппроксимирована аналитическим выражением U = A + BI + CI ².

Рассчитать ток, указанный в индивидуальном задании.

 

 

Примечание:

1. В индивидуальном задании указано:

Е – [B]; R – [Ом]; J – [A]; A – [B]; B – [Ом]; C – [Ом/А].

2. При решении задачи целесообразно воспользоваться методом эквивалентного генератора (рис.19.2).

 

 

Практическое занятие №20. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С РЕЗИСТИВНЫМИ НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Задача

На входе нелинейного двухполюсника (рис.20.1 – схема 1, рис.20.2 – схема 2, рис.20.3 – схема 3) приложено гармоническое напряжение u = U_m sinw t. Используя кусочно-линейную аппроксимацию вольтамперных характеристик диода (рис.20.4) и стабилитрона (рис.20.5) рассчитать границы интервалов линейности двухполюсника и ток, указанный в индивидуальном задании, на каждом интервале линейности за период входного воздействия.

Рис. 20.1 Рис 20.2

Рис. 20.3 Рис. 20.4

Примечание:

1. В индивидуальном задании указано:

U – [B]; R – [Ом]; j – [град].

2. Условные обозначения:

UM – амплитудное значение приложенного напряжения;

UC – напряжение пробоя стабилитрона.

 

Практическое занятие №21. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С РЕАКТИВНЫМИ НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Задача

На входе нелинейного двухполюсника (рис.21.1 – схема 1, рис.21.2 – схема 2) приложено синусоидальное напряжение u = U_m sinw t. Пользуясь кусочно-линейной аппроксимацией вебер-амперной характеристики дросселя (рис.21.3) или кулон-вольтной характеристики вариконда (рис.21.4) рассчитать границы интервалов линейности двухполюсника и ток или напряжение, указанные в индивидуальном задании, за период входного воздействия.

Примечание:

1. В индивидуальном задании указано:

U – [B]; R – [Ом]; J – [A]; yS – [Вб]; qS – [Кл].

2. Условные обозначения:

FS – yS; QS – qS; W – частота w; UM – амплитудное значение напряжения; IM – амплитудное значение тока.

Практическое занятие №22. НЕЛИНЕЙНЫЕ МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ

Задача

Задана нелинейная магнитная цепь с магнитопроводом из ферромагнитного материала и двумя обмотками (рис.22.1), электрическая схема замещения которой представлена на рис.22.2.

К зажимам обмотки W ₁ подключен источник гармонического напряжения u = U_m sinw t, а обмотка W ₂ разомкнута. Левый и средний стержни магнитопровода (рис.22.1) работают в линейном режиме, и поэтому на электрической схеме замещения представлены линейными магнитными сопротивлениями R _м1, R _м3.

Правый стержень магнитопровода (рис.22.1) может достигать состояния насыщения и на схеме замещения представлен нелинейным магнитным сопротивлением R _м2. При этом задана его магнитная характеристика Ф₂(U_ab) (рис.22.3) – для вариантов 1 – 7 или идеальная кривая намагничивания В ₂(Н) (рис.22.4) материала правого стержня и площадь его сечения S ₂ – для вариантов 8 – 14.

Определить показания амперметра или вольтметра (АМЭ, UМЭ) магнитоэлектрической или электромагнитной (АЭМ, UЭМ) систем, указанного в индивидуальном задании.

Примечание:

1. В индивидуальном задании указано: UМ – [B]; US – [A]; R _{м1, 3}×10³ – [Гн]; w – [с^-1], Ф – [Вб], I – [мA], B – [Тл]. Для вариантов 8 – 14 площадь сечения S ₂ = 100 мм².

2. В распечатках ответов обозначены: Ф1 М, Ф2 М – амплитудные значения магнитных потоков Ф₁ и Ф₂; US – точка перехода магнитного напряжения с участка перемагничивания (1-2) на участок насыщения (2-3) магнитной характеристики Ф₂(U_ab); U 2 M, I 1 M – амплитудные значения напряжения u ₂ и тока i ₁ на интервале перемагничивания (1-2) правого стержня; I 2 M, I 0 – амплитуда и постоянная составляющая тока i ₁ на интервале насыщения (2-3) правого стержня; IM, UM, U Э – показания приборов; WT – угол перехода с участка перемагничивания на участок насыщения правого стержня магнитопровода.

Методические указания.

В начале решения задачи следует определить поток Ф₁ по заданному напряжению u ₁, пользуясь законом электромагнитной индукции. Далее по формуле разброса с использованием электрической схемы замещения магнитной цепи следует определить потоки Ф₂ и Ф₃ на участке линейности ВбАХ. Переход в нелинейный режим определяется по достижению потоком Ф₂ значения насыщения Ф _S. Следует отметить, что правый стержень, имеющий ступенчатую характеристику, на участке 1-2 представляет собой нулевое магнитное сопротивление. В режиме насыщения правый стержень может быть представлен источником магнитного потока ±Ф _S на схеме замещения, поэтому мгновенное значение напряжения u ₂ на соответствующих интервалах линейности будет иметь нулевое значение. Мгновенное значение тока i ₁ рассчитывается по значению магнитодвижущей силы, определенной по законам Кирхгофа для магнитной цепи. При нахождении рабочей точки на участке насыщения правого стержня, в кривой тока появится постоянная составляющая, знак которой определяется знаком потокосцепления насыщения Ф _S на данном интервале линейности. Кривые мгновенных значений тока и напряжения симметричны и имеют нулевые средние значения. Показания приборов электромагнитной системы соответствуют действующим значениям тока и напряжения, приборов магнитоэлектрической системы – средневыпрямленным значениям.

Практическое занятие №24. РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ ПОТОКАМИ