П
ри работе катушки со сталью в цепи с постоянной и переменной ЭДС (рис.8.23) возникают новые интересные явления, из-за которых рассматривается данный вопрос. На практике возможны два варианта: 1) на сердечнике намотана одна обмотка, а протекающий по ней ток содержит как постоянную составляющую, так и переменную; 2) на сердечнике две обмотки, по одной из которых протекает только постоянный ток, а по другой – только переменный. В теоретическом плане эти варианты равноценны. Мы рассмотрим второй вариант. Кроме того возможны два случая, когда по обмотке w 1 протекает синусоидальный ток и когда к этой обмотке подведено синусоидальное напряжение. Сначала разберем первый вариант. Пусть по обмотке постоянного тока w о протекает ток I o, а по обмотке переменного тока w 1 – ток i 1= I msin ωt. В этом случае суммарная намагничивающая сила будет F = I o w o+ i 1= I o w o+ w 1 I msin ωt. Графическим путём построим кривую магнитного потока Ф(t), используя упоминавшуюся ранее зависимость Ф(F). Как видно из построений рис.8.24 кривая Ф(t) имеет постоянную составляющую которая на Δ Ф меньше чем поток Ф о, создаваемый только постоянным током I o при отсутствии переменного тока. Это явление получило название размагничивающего действия переменного тока, а является оно результатом несимметрии кривой Ф(F) относительно точки 1. Кривая напряжения u 1 на обмотке переменного тока построена в соответствии с формулой путем графического дифференцирования кривой Ф(t). Из графика видно, что кривая u 1 (t) является несимметричной относительно оси абсцисс и, следовательно, наряду с нечетными гармониками содержит и четные. На этом основан принцип работы удвоителя частоты: раз u 1 содержит вторую гармонику, то её можно выделить и получить двойную частоту. Если графические построения произвести при различных значениях тока I o и неизменной величине переменного тока, то можно заметить, что при больших значениях I o магнитный поток изменяется в меньших пределах, значит меньшим будет и u 1, т.е. величина тока I o оказывает влияние на u 1.
Рассмотрим второй случай, когда к обмотке w 1 подведено напряжение u 1= U msin(ωt +90o) и который на практике встречается значительно чаще. Если катушку считать идеальной, то откуда где Ф о1 – постоянная составляющая магнитного потока, обусловленная наличием тока I o. Правда зависимость Ф о1 (I o ) нелинейная и достаточно сложная.
И спользуя зависимость Ф(F) и зная Ф(t), построим график F(t). Для удобства построений (рис.8.25) кривую Ф(F) развернём на 90о против часовой стрелки. При построении кривой F(t) показаны наиболее характерные точки. Ток i 1 не может содержать постоянной составляющей, т.к. в цепи обмотки w 1 нет источников постоянной ЭДС и выпрямителей. Это же можно показать и с помощью второго закона Кирхгофа для цепи обмотки w 1 u 1= i 1 r + w 1 : в u 1 постоянной составляющей нет, в w 1 – тем более, поэтому в токе i 1 постоянной составляющей не должно быть. Поскольку ток i 1 не содержит постоянной составляющей, то его среднее за период значение равно нулю. Поэтому линия АВ, проведенная так что равны друг другу площади, помеченные знаками плюс и минус, дает величину Iow o и является нулевой линией для переменной составляющей намагничивающей силы (i 1 w 1), а значит и для тока i 1. В этом случае как и в предыдущем имеет место размагничивающее действие переменного тока (Ф о1 меньше чем Ф о на величину Δ Ф). Величина Io оказывает большое влияние на величину и форму i 1. Это наглядно видно из построенной кривой i 1 при I o=0 и неизменной величине U. C увеличением тока I o может значительно вырасти i 1. Это свойство цепей со стальными сердечниками используется для устройства магнитных усилителей.
· Теория трансформатора (уравнения, схема замещения, векторная диаграмма)
Электрические машины
· Асинхронный двигатель
· Физическая модель машины. Конструктивное исполнение. Характеристики
· Способы управления
· Машины постоянного тока