Основы начертательной геометрии Метрические задачи Электротехника Математика Информатика

Курсовая работа Расчет электрической цепи постоянного и переменного тока

По виду магнитные цепи делятся на неразветвлённые и разветвлённые, а по структуре на однородные и неоднородные.

Неразветвлённой магнитной цепью называют такую цепь, через элементы которой проходит один и тот же магнитный поток. В разветвлённой разветвлённой магнитнойцепи содержатся участки (ветви), в которых поток различен.

В однородной цепи поток проходит по участкам с одинаковыми магнитными свойствами. Неоднородной называют магнитную цепь, состоящую из участков, имеющих разные сечения, воздушные зазоры, ферромагнитные тела с различными свойствами, немагнитные вставки. Достоинства трехфазной системы Передача энергии от генератора к потребителям трехфазным током наиболее выгодна экономически, чем при любом другом числе фаз.

 Если в разветвлённой цепи есть точка, в которой сходятся участки с различными потоками, то для такой точки (узла цепи) справедлив первый закон Кирхгофа для магнитной цепи, утверждающий что алгебраическая сумма магнитных потоков, сходящихся в узле, равна нулю:

 .  (4.5)

 Для замкнутого контура магнитной цепи можно применять второй закон Кирхгофа, по которому алгебраическая сумма падений магнитных напряжений равна алгебраической сумме МДС,

.  (4.6)

 где  Iw МДС, равная произведению намагничивающего тока I на число витков катушки w, обозначаеться МДС можно буквой F.

Сравнивая выражения, описывающие законы Кирхгофа для электрических и магнитных цепей, можно отметить аналогию между ними. При этом току, напряжению, ЭДС и сопротивлению в электрических цепях соответствуют магнитный поток, магнитное напряженине, МДС и магнитное сопротивление в магнитных цепях. Отмеченная аналогия позволяет при расчётах изображать магнитные цепи в виде, напоминающем электрические принципиальные схемы. Такие схемы называются эквивалентными. На них источник ЭДС заменяется источником МДС, а вместо потребителей энергии изображаются прямоугольниками участки магнитной цепи с различным магнитным сопротивлением. Участки, образованные воздушными зазорами и немагнитными вставками, изображаются линейными элементами, а выполненные из ферромагнитного материала, рисуются изображаются как нелинейные элементы. Пример эквивалентной схемыцепи приведён на рисунке 4.1. Эта схема соответствует неразветвлённой магнитной цепи, состоящей из двух последовательных участков. Первый выполнен из ферромагнитного материала, а второй содержит воздушный зазор.

Магнитное поле может возбуждаться постоянным магнитом или проводником с током, который чаще всеговыполняется навивается в виде катушки из изолированного провода (соленоида). Направление магнитного потока , создаваемого такой катушкой, можно определить правилом правоходового винта. Если такой винт расположить на оси катушки и начать вращать его по направлению протекания тока в обмотке соленоидаесоленоиде, то направление перемещения винта совпадёт с направлением магнитного потока.

Рисунок 4.1 – Эквивалентная  расчётная схема магнитной цепи

Закон электромагнитной силы Ампера устанавливает взаимосвязь между током в проводнике и силой, действующей на этот проводник, если последний находится в равномерном магнитном поле. В соответствии с этим законом на прямолинейный проводник с электрическим током, помещённый в равномерное магнитное поле, действует сила

Fэм = BIlsin α ,  (4.7)

где

B

магнитная индукция;

I

сила тока в проводнике;

l

длина проводника;

α

угол между током и магнитной индукцией.

Направление силы Ампера, действующей на проводник с током, определяется правилом левой руки. В соответствии с этим правилом силовые магнитные линии должны входить в ладонь левой руки, четыре вытянутых пальца необходимо направить по направлению тока в проводнике, тогда отведённый в сторону большой палец укажет направление действия силы.

Задачей расчета магнитной цепи является определение значения магнитодвижущей силы F, необходимой для создания магнитного потока Ф или индукции В заданной величины в рабочем пространстве (прямая задача). Иногда приходится решать и обратную задачу, когда по заданному значению магнитодвижущей силы требуется определить величину магнитного потока или индукции на участке магнитной цепи ( например, в воздушном зазоре).

Так как магнитная цепь является нелинейным устройством, то для её расчёта не всегда можно непосредственно применять законы Ома и Кирхгофа. В этом случае для расчёта таких устройств можно использовать методы анализа нелинейных цепей.

РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА ТРАНСФОРМАТОРА

Это такой режим при котором к первичной обмотке трансформатора подведено напряжение сети, а вторичная обмотка разомкнута.

Поскольку вторичная обмотка разомкнута, то ток в ней отсутствует. Ток первичной обмотки будет равен току холостого хода I1 = I0, которые составляет 2 - 10% от номинального тока первичной обмотки для силовых трансформаторов. Причем, чем больше мощность трансформатора, ток меньше ток холостого тока.

Вследствие малости тока I1, можно считать, что

Учтивая, что в режиме холостого хода U20 = E2 коэффициент трансформации трансформатора можно определить как

Определив потери на нагрей первичной обмотки по формуле

можно найти потери в стали сердечника

При проведении опыта холостого хода к первичной обмотке подводят напряжение, которое постепенно повышают от 0 до 1,1 Un1, При этом снимают показания приборов, а затем строят характеристики холостого хода, представляющие собой зависимости тока I0 мощности Ро и коэффициента мощности cos φ от напряжения U1 Построенные характеристики используются для определения значения тока Iо и мощности Ро соответствующих номинальному напряжению U1н-

 


На главную