当电压为正弦波时,磁通也为正弦波,但电流却是具有尖顶的非正弦波,这种波形畸变是由于磁饱和所造成的。电压越高,磁通越大,铁芯饱和越严重,则电流波形畸变后变得更尖。若电压与磁通的振幅都较小,铁芯没有饱和,则电流波形将更接近正弦波。当电流作正弦变化且工作至饱和区域时,磁通具有平顶波形,如图所示。
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交流铁芯线圈如图所示,线圈两端加一交流电压,则线圈中的电流将产生磁通,方向符合右手螺旋法则。
设电压为正弦量时,磁通也是正弦量,即:
根据电磁感应定律,得:
由此式可看出电压的相位比磁通超前90°,并得感应电压的有效值与主磁通的*大值的关系为
注意: 由此可知当电源频率和线圈匝数一定时,交流铁芯线圈磁通的*大值与线圈外加电压的有效值成正比,与铁芯的材料和尺寸无关。 |
对称分支磁路就是磁路存在着对称轴,轴两侧磁路的几何形状完全对称,相应部分的材料也相同,两侧作用的磁通势也是对称的,如图8-15所示的轴。
根据磁路定律,这种磁路的磁通分布也是对称的。当已知对称分支磁路的磁通求磁通势时,只要取对称轴的一侧磁路计算即可求出整个磁路所需的磁通势。取对称轴一侧磁路计算时,中间铁芯柱(对称轴)的面积为原铁芯柱的一半,中间柱(对称轴)的磁通也减为原来的一半。但磁感应强度和磁通势却保持不变。这种磁路的计算也有两类问题:一类是已知磁通求磁通势;另一类是已知磁通势求磁通。具体的计算步骤及方法同无分支磁路。 |
已知磁通求磁通势无分支磁路的主要特点是磁路有相等的磁通,如已知磁通和各磁路段的材料及尺寸,可按下述步骤去求磁通势:
例题8-1: 图8-13(a)所示磁路,图上标明尺寸单位为,铁芯所用硅钢片上的基本磁化曲线如图8-13(b),填充因数,线圈匝数为120,试求在该磁路中获得磁通所需的电流? 解: (1)该磁路由硅钢片和空气隙构成,硅钢片有两种截面积,该磁路分为三段来计算。 (2)求每段磁路的平均长度和截面积
(3)求每段磁路的感应强度
(4)求每段磁路的磁场强度:图8-13(b)所示曲线查得
(5)求每段磁路的磁压降
(6)求总磁通势
已知磁通势求磁通由于磁路的非线性缘故,对于已知磁通势求磁通的问题,不能根据上面的计算倒推过去。对这类问题一般采用试探法。 试探法:要先假定一个磁通,按已知磁通求磁通势的步骤,求出磁通的磁压降的总和,再和给定磁通势比较。如果与给定磁通势偏差较大,则修正假定磁通,再重新计算,直到与给定磁通势相近时,便可认为这一磁通就是所求值。 例题8-2 如图8-14所示磁路,中心线长度,磁路横截面面积是,气隙长度,线圈匝数1650匝,电流为时。铁芯为铸钢材料,基本磁化曲线可查附录一,试求磁路中的磁通? 解: 此磁路由铁芯段和气隙段组成。 铁芯段的平均长度和面积为:
气隙段的平均长度和面积为:
磁路中的磁通势为
磁通为
查附录一,得
空气隙的磁场强度
磁通势为
经过过几次试探,试探结果如表8-3所示。 从表8-3中,可看出第4次试探值作为*后结果,即所求磁通为
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