Emporio Armani мужские    часы

Emporio Armani мужские часы

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

Дипломы, работы на заказ, недорого

 Cкачать    курсовую

Cкачать курсовую

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Примеры расчета цепей Расчет цепей несинусоидального переменного тока Асинхронный двигатель Выпрямители Медоды расчета резистивных цепей Метод законов Кирхгофа Теория нелинейных цепей Расчет магнитной цепи

Примеры расчета электрических и магнитных цепей

Резонансные явления в нелинейных цепях

Резонанс в цепи, содержащей нелинейную катушку с ферромагнитным сердечником и линейный конденсатор, получил название феррорезонанса. Для качественного исследования явления феррорезонанса воспользуемся методом эквивалентных синусоид.

Феррорезонанс напряжений будет иметь место в схеме с последовательным соединением элементов (рис. 229а) при выполнении условия UL=UC.

Графический расчет схемы представлен на рис. 229б. Векторное сложение ВАХ отдельных элементов UR(I), UL(I) и UC(I) производится в соответствии с уравнением 2-го закона Кирхгофа Варианты контрольных заданий Задача. В цепь переменного тока напряжением U и частотой 50 Гц включена последовательно катушка с индуктивным сопротивлением ХL и активным сопротивлением R Ом и конденсатор ёмкостью С. Определить ток, напряжение на катушке и конденсаторе, активную и реактивную мощности катушки и конденсатора, и всей цепи. Определить частоту резонанса цепи и ток, напряжение на катушке и конденсаторе, реактивные мощности их и активную мощность цепи. Построить векторные диаграммы для этих режимов работы.

При плавном повышении напряжения от 0 до U1 ток будет также плавно изменятся от 0 до I1. При U=U1 произойдет скачкообразное изменение тока от I1 до I2. При последующем повышении напряжения будет наблюдаться опять плавное изменение тока. При плавном уменьшении напряжения обратный скачек тока от I0 до I3 произойдет при напряжении U=U0. Участок ВАХ 1-0 с отрицательным дифференциальным сопротивлением является участком с неустойчивым режимом работы и при питании цепи от источника ЭДС экспериментально не может быть зафиксирован. Если питать цепь от источника тока J, то можно получить все точки ВАХ, включая и неустойчивый участок 1-0. Резонансу напряжений на результирующей ВАХ соответствует точка 0, для которой выполняется условие UL=UC. Таким образом, исследуемая нелинейная цепь обладает следующими свойствами, нехарактерными для линейной цепи: 1) резонансный режим в цепи достигается изменением приложенного к ней напряжения; 2) в цепи могут иметь место скачкообразные изменения тока или триггерный эффект; 3) при одном и том же напряжении источника в цепи могут наблюдаться три различных режима, один из которых неустойчивый.

При параллельном соединении тех же элементов в цепи будет наблюдаться феррорезонанс токов. На рис. 230а представлена схема цепи, а на рис. 230б ее графический расчет.

 

 

 

Векторное сложение ВАХ отдельных элементов IR(U), IC(U), IL(U) производится в соответствии с уравнением 1-го закона Кирхгофа: .

При плавном увеличении напряжения ток вначале плавно увеличивается до значения I1, затем уменьшается до значения I0, после чего наблюдается его быстрый рост. Резонансному режиму соответствует  точка 0 на результирующей ВАХ, для которой соблюдается условие .

 При питании цепи от источника тока J будут наблюдаться скачкообразные изменения напряжения на ее входе.

5. Нелинейная катушка с сердечником на переменном токе

 Рассмотрим физические процессы, протекающие в катушке с сердечником на переменном токе (рис. 231а).

Протекающий по обмотке w ток i создает магнитный поток ф, большая часть которого (основной поток) фо замыкается по сердечнику, и незначительная часть (поток рассеяния) фs – по воздуху. Основной поток фо нелинейно зависит от тока i, а поток рассеяния пропорционален току, следовательно:  – индуктивность рассеяния.

 Протекающий по обмотке w ток i создает магнитный поток ф, большая часть которого (основной поток) фо замыкается по сердечнику, и незначительная часть (поток рассеяния) фs – по воздуху. Основной поток фо нелинейно зависит от тока i, а поток рассеяния пропорционален току, следовательно:  – индуктивность рассеяния.

  Электрическое состояние цепи можно описать нелинейным дифференциальным уравнением:

  .

 

 При синусоидальном напряжении на зажимах искажения форм кривых других переменных (i, ф) будут незначительны, поэтому для исследование режима катушки можно применить метод эквивалентных синусоид.

 Уравнение цепи в комплексной форме получит вид:

- для комплексных амплитуд;

- для комплексных действующих значений.

  Данному уравнению соответствует эквивалентная схема замещения катушки с сердечником (рис. 231б), в которой приняты следующие обозначения: R, XS - активное и реактивное (рассеяния) сопротивления обмотки катушки; G, B- активная и реактивная проводимости, вносимые сердечником, значения которых для конкретной катушки определяются через мощность потерь в сердечнике () и намагничивающуюся мощность ().

 Векторная диаграмма для схемы замещения показана на рис. 232:

 

 

Вследствие наличия потерь в сердечнике, магнитный поток Ф будет отставать от тока I на угол a, который принято называть углом потерь.

6. Трансформатор с сердечником и его схема замещения

 Картина распределения магнитных потоков в трансформаторе с сердечником показана на рис. 233:

 - индуктивность рассеяния первичной обмотки,

- индуктивность рассеяния вторичной обмотки.

Основной поток ф, замыкающийся по сердечнику, создается с суммарной МДС, с которой он связан нелинейно: .

 Дифференциальные уравнения для первичной и вторичной цепей:

  Введем обозначения: , тогда уравнения примут вид:

 

 Анализ полученных уравнений показывает, что ЭДС в первичной цепи e направлена навстречу приложенному уравнению u и уравновешивает большую его часть, т.е. играет роль противодействующей ЭДС, а ЭДС во вторичной цепи  создает ток , т.е. играет роль генераторной ЭДС.

  Применим к уравнениям трансформатора методом эквивалентных синусоид и запишем их в комплексной форме:

 

 Если числа витков обмоток существенно отличаются, т.е. коэффициент трансформации , то все переменные величины вторичной цепи «приводят» к первичной цепи. Приведение заключается в замене реального трансформатора с   эквивалентным расчетным трансформатором с коэффициентом трансформации . Все приведенные величины обозначаются штрихом сверху. Условием эквивалентности приведенной схемы являются:

сохранение без изменения намагничивающей силы ;

сохранение без изменения мощности .

Формулы приведения:

- согласно условию;

   ;

;

.

 Уравнения приведенного трансформатора получат вид:

 

Этим уравнениям соответствует схема замещения (рис. 234):

 

Основной магнитный поток Ф создается суммой МДС обеих обмоток. По закону Ома для магнитной цепи:

=,

где Zм - комплексное магнитное сопротивление сердечника, - суммарный намагничивающий ток, равный току холостого хода. Из полученного уравнения следует:

, т.е. ток первичной цепи трансформатора равен сумме тока холостого хода I и приведенного вторичного тока с обратным знаком (-).

 Векторная диаграмма токов и напряжений для приведенного трансформатора показана на рис. 235.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Управляемая катушка индуктивности

 

 

Управляемая нелинейная катушка индуктивности содержит на общем магнитопроводе две обмотки, одна из которых рабочая обмотка w1 включается в цепь переменного тока в качестве управляемого элемента, а вторая – обмотка управления w0, которая питается от источника постоянного тока J (рис. 236а).

 Принцип управления заключается в том, что при увеличении тока в обмотке управления Iy процесс перемагничивания сердечника смещается в область насыщения, при этом для получения того же значения переменного потока требуется больший переменный намагничивающий поток первичной обмотки (рис. 236б), что эквивалентно уменьшению ее индуктивного сопротивления .

 Управляемые катушки нашли применение в устройствах автоматики и управления, в магнитных усилителях мощности.

 Магнитный усилитель состоит из двух одинаковых управляемых катушек (рис. 237а):

 

Рабочие обмотки катушек могут включаться между собой последовательно или параллельно, но обязательно согласно, а обмотки управления – только последовательно и обязательно встречно. При такой схеме включения наводимые в обмотках управления переменные ЭДС будут направлены навстречу друг другу и взаимно компенсироваться. Таким образом исключается влияние рабочей цепи на цепь управления.

  Исследуем работу магнитного усилителя методом эквивалентных синусоид.

Семейство диаграмм ВАХ UL(I) магнитного усилителя для различных значений тока Iy имеет вид (рис. 238):

 

При активной нагрузке магнитного усилителя  эквивалентная схема всей цепи получит вид рис. 237б. По 2-му закону Кирхгофа для эквивалентной схемы:

- в комплексной форме или - для модулей, откуда следует  - уравнение эллипса с полуосями Е и .

 Таким образом, для определения параметров режима UL, UR, I магнитного усилителя при заданной нагрузке RН и заданном токе управления Iy необходимо на графической диаграмме семейства ВАХ провести эллипс с полуосями Е и Е/RH, точка пересечения которого с заданной ВАХ определит положение рабочей токи n. Из диаграммы непосредственно определяются UL и I, а определение других величин уже не представляет сложности.

 Относительно небольшое изменение мощности в цепи управления вызывает существенное изменение мощности, потребляемой нагрузкой: . Коэффициент усиления магнитного усилителя по мощности определяется как отношение  и составляет несколько десятков единиц.


Расчет резистивных электрических цепей Резонанс в электрических цепях