Общие сведения. Исследование магнитной цепи на переменном токе

Исследование магнитной цепи на переменном токе

Если намагничивающую катушку магнитопровода подключить к переменному напряжению u(t), то в ней возникает переменный ток i(t), а в магнитопроводе – переменный магнитный поток ф(t).

При синусоидальном приложенном напряжении

u(t) = U _максsin wt,

где U _макс и w – соответственно амплитуда и круговая частота, магнитный поток также будет синусоидальным. (Здесь пренебрегается влиянием активного сопротивления катушки). Амплитуда магнитного потока связана с действующим значением приложенного напряжения следующим выражением:

Ф _макс = U /4,44 fw.

Следовательно, максимальное значение магнитного потока определяется лишь действующим значением приложенного напряжения U, его частотой f и числом витков катушки w.

При увеличении приложенного напряжения и магнитного потока сначала пропорционально увеличивается и амплитуда тока. Однако, при переходе в область насыщения амплитуда тока резко возрастает и его форма искажается.

При наличии воздушного зазора в магнитопроводе или при его увеличении магнитный поток практически остаётся неизменным, но увеличивается магнитное сопротивление магнитопровода, и уменьшаются индуктивность и индуктивное сопротивление катушки. При неизменном приложенном напряжении это приводит к увеличению тока. Форма тока становится ближе к синусоидальной, так как магнитное сопротивление теперь, в основном, определяется воздушным зазором.

Вебер-амперная характеристика магнитопровода ф(iw) при переменном токе имеет вид петли (петля гистерезиса), ширина которой зависит от потерь энергии в магнитопроводе на перемагничивание и вихревые токи. При увеличении зазора в магнитопроводе петля вырождается в прямую линию. В данной лабораторной работе петля гистерезиса выводится на экран электронного осциллографа в режиме XY. Принципиальная схема установки показана на рис. 14.1.

На магнитопроводе кроме намагничивающей обмотки w ₁ имеется измерительная обмотка w ₂, в которой индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока. Эта ЭДС подаётся на вход интегрирующего усилителя, на выходе которого напряжение пропорционально магнитному потоку:

u _вых = w ₂ ф/RС,.

где R и С – параметры интегратора, указанные не его этикетке.

Это напряжение подаётся на вертикальный вход осциллографа (Y). На горизонтальный вход (X) подаётся напряжение, пропорциональное току в намагничивающей катушке. Для этого последовательно с катушкой включается небольшое добавочное сопротивление добавочное сопротивление (шунт).

Рис.14.1

Дата добавления: 2015-06-04