Последовательная расчётная схема замещения реальной катуш-

ки с магнитопроводом изображена на рис. 5.14.

I

UR

ULрас

RB

jXLрас

R0

Идеализированная

U

E0

U0

jXL0

катушка

С

. 5.14. Расчётная схема замещения реальной катушки с магнитопроводом

5.7. Мощность потерь в магнитопроводе

Рис

Потери энерг

в магнитопроводе связаны с выделением тепло-

ты при его ц кл ческом перемагничивании и обусловлены наличием

гистерезиса и вихревых токов в материале магнитопровода. В любой

момент временибмощность потерь идеализированной катушки [6]

p = u

i

dΦ Hlср

Sw

dB lср

H

= Sl

H

dB

,

(5.28)

= w

=

ср

0

dt

w

dt

w

dt

где u0 – напряжениеАмежду выводами идеализированной катушки;

i – ток в катушке.

Для переменного тока средняя мощность потерь за период

P

=

1 T

idt = Sl

∫HdB

(5.29)

∫u

ср

T

0

0

Д

пропорциональна площади петли гистерезиса, умноженной на объём

магнитопровода V = Slср.

Площадь петли гистерезиса обычно больше площади статиче-

ской петли гистерезиса.

Это связано с наличием в магнитопроводе

И

вихревых токов, которые индуктируются при изменении во времени

магнитного потока. Вихревые токи вызывают дополнительный нагрев

магнитопровода и оказывают размагничивающее действие. Поэтому

необходимое значение магнитного потока или индукции получают

при большем значении намагничивающего тока, а значит, и напря-

жённости магнитного поля [динамическая петля гистерезиса Вдин(Н)].

динамической петли гистерезиса (рис. 5.15).

Мощность потерь на гис-

В

B(H)

терезис

пропорциональна пло-

щади статической петли гисте-

С

резиса

В(Н). Мощность потерь

на вихревые токи пропорцио-

Bдин(H)

нальна разности площадей ди-

намической и статической пет-

H

0

лей гистерезиса.

На практике

мощность

потерь

на

гистерезис

можно

найти как

б

P

= σ

f G Bn

, (5.30)

Рис. 5.15. Стат

ческая д намическая

Г

г стерез са

Г

max

петли

где σГ – гистерезисный коэффи-

циент,

определяемый

опытным

2

2

(5.31)

АP = σ f γ G B ,

В В

max

Контрольные вопросы и задания

1.

Что называют магнитной цепью? Приведите примеры маг-

нитных цепей.

2.

формулируйте закон полного тока.

3.

Дайте определение следующим понятиям: магнитодвижущая

сила, магнитное напряжение, магнитный поток.

4.

формулируйте закон Ома, первый и второй законы Кирх-

гофа для магн тной цепи.

5.

Что называют кривой первоначального намагничивания?

технического

6.

Какая часть кривой намагничивания называется областью

Снасыщ

я?

7.

Что называют предельной статической петлей гистерезиса и

частной петл й стерезиса?

8.

б

предельная

Как ми

параметрами

характеризуется

статическая петля

стерезиса?

9.

Как е матер алы называют магнитно-мягкими, магнитно-

твёрдыми?

10.

Перечислите типы магнитно-мягких материалов и области их

применения.

11.

Сформулируйте прямую задачу расчёта неразветвлённой

магнитной цепи и порядок её решения.

12.

Сформулируйте обратную задачу расчёта неразветвлённой

Д

магнитной цепи и порядок её решения.

13.

В чём заключаетсяАэлектромеханическое действие магнитно-

го поля?

14.

От чего зависит подъёмная сила электромагнита?

15.

Приведите порядок расчёта цепей, содержащих катушки с

И

магнитопроводом в цепях синусоидального тока.

16.

Какой функцией можно описать магнитный поток при

синусоидальном напряжении на зажимах катушки?

17.

Запишите уравнение трансформаторной Э С.

18.

Какой функцией можно описать намагничивающий ток при

синусоидальном напряжении на зажимах катушки?

19.

Изобразите последовательную расчётную схему замещения

реальной катушки с магнитопроводом, дайте характеристику пара-

метрам схемы замещения.

20.

С чем связаны потери энергии в магнитопроводе?

21.

От чего зависят мощности потерь на гистерезис и вихревые

6 до 35 кВ.

передаче такого напряжения на большие расстояния

При

будут больш е потери мощности в линиях электропередачи, эти по-

тери пропорц ональны квадрату тока. Для сокращения потерь

уменьшают силу тока за счёт увеличения напряжения, в этом случае

передаваемаябмощность остаётся неизменной. На выходе генерирую-

щей электрической станции устанавливают повышающие трансфор-

маторные подстанции, на которых напряжение повышается до вели-

чины 750 – 1150 кВ. Перед населёнными пунктами устанавливают

понижающие трансформаторные подстанции, понижая подводимое к

А

населённым пунктам напряжение до стандартного уровня 230/400 В,

согласно ГОСТ 29322–2014 «Напряжения стандартные».

Кроме преобразования величины напряжения или тока, транс-

форматоры выполняют очень важные функции согласования напряже-

ний источника и нагрузки для обеспеченияДмаксимума мощности, пе-

редаваемой от одного электротехнического устройства к другому.

Отсутствие электрической связи между обмотками трансформа-

тора позволяет

использовать его для гальванического разделения

(«развязки») электрических цепей.

И

Впервые с техническими целями трансформатор был применён

П. Н. Яблочковым в 1876 г. для питания электрических свечей, но