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交流铁芯线圈电磁基础计算的探讨
[发布时间]:2011年9月1日 [来源]:苏州康开电气有限公司 [点击率]:9594
【导读】: 1引言 在变压器或电抗器及电磁线圈设计中,首先要计算磁通量与励磁电流,与之有关的关键参数之一即是等效磁路长度,但根据目前的一些手册或教材所提供的数据,磁路长度等于铁芯物理结构的中心线,显...

1引言

      在变压器或电抗器及电磁线圈设计中,首先要计算磁通量与励磁电流,与之有关的关键参数之一即是等效磁路长度,但根据目前的一些手册或教材所提供的数据,磁路长度等于铁芯物理结构的中心线,显然这是有很大差异的。

      由于计算铁芯线圈电路时,线圈存在一定的电阻,电阻通过电流时产生一定的损耗,铁芯被磁化时也产生一定的损耗,根据以往的惯例是把这些有功损耗换算成等效电阻与线圈的感抗相串联即得电路的阻抗,励磁电压U>自感电动势E。根据实验和分析励磁电压U=自感电动势E,这说明等效电阻与感抗是并联的,从此我们要改写励磁电压与感应电动势的关系和等效电路图。

2等效磁路长度

      通常根据功能要求设计成各式各样的磁路结构,并且除了单回路外还有多回路结构,如果我们在电磁计算时只用环路安培定律和电磁感应定律就可能很不方便,或者无法进行分析和计算。为了计算多回路结构之磁路,我们制定了磁路并联计算法则以利于分析和计算。

      图1是由一个励磁线圈和两个互感线圈组成的磁路。可简化成图2所示,在这个磁路中ad、be、cf三段没有分支磁路叫做支路。B点和e点是三条支路相汇合的交点,叫做节点。下面我们用实验说明连接在同一节点上的几条支路中磁通以及磁路长度的关系。

图1  双磁路铁芯线圈示意图

图2  节点磁通关系图

     我们按图3所示的磁路做一个实验,如果铁心的截面积是7.49平方厘米,三个线圈匝数均为134匝,磁路长度Lm1、Lm2的有效长度均是18.16厘米,在各支路中分别接入示波器探头,测试结果如图4所示。接入电源电压U(E1 )为30.4V,测得互感线圈的电动势分别是E215.3V和E315.1V。

图3  线圈测量示意图

     根据各支路磁通的实际方向可以看出,磁通Ф1是流入节点b的,而磁通Ф2和Ф3是从节点b流出的,从所测得的数据可看出:

            式1

                       

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