Расчет электрических параметров
Для каждого сорта трансформаторной стали приводятся данные по потерям мощности на перемагничивание , которые указываются в ваттах на килограмм массы G. Для рассчитываемого трансформатора
Обычно удельные потери этого вида имеют порядок 3 Вт/кг.
Кроме того, рассчитываются потери мощности на вихревые токи. Аналогично предыдущему
Поскольку эти мощности идут на нагрев сердечника, они образуются за счет активной составляющей тока первичной обмотки
Ток намагничивания в номинальном режиме рассчитывается исходя из мощности суммарных потерь и рабочего напряжения первичной обмотки.
Рабочий ток первичной обмотки рассчитывается по сумме полезных мощностей, отбираемых вторичными обмотками, деленной на напряжение первичной.
Найденные величины позволяют определить модуль полного тока первичной обмотки с учетом как активной, так и реактивной составляющей этого тока.
Расчет сечения проводов обмоток
Расчет производится по найденным и требуемым значениям токов и допустимой плотности тока в проводах.
Расчет чисел витков в обмотках
Число витков в первичной обмотке рассчитывается по формуле
Остальные числа рассчитываются по коэффициентам трансформации пропорционально.
Проверка размещения обмоток в окне магнитопровода
Эта часть расчета в значительной степени зависит от предыдущего опыта конструктора.
Иногда приходится продвигаться к цели методом последовательных приближений, чтобы минимизировать расход стали и меди, либо обеспечить некоторый производственный запас на возможные допуски в процессе производства.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т. 3. Электричество. М.: Наука, 1983.
2. А.Н. Матвеев. Электричество и магнетизм. М.: Высшая школа, 1983.
3. Э. Парселл. Электричество и магнетизм. БКФ. Т. 2. М.: Наука, 1983.
Дополнительная
1. Е.С. Боровик, А.С. Мильнер. Лекции по магнетизму. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1966.
2. С. Тикадзуми. Физика ферромагнетизма. М.: Мир, 1988.
3. П.Л. Калантаров, Л.А. Цейтлин. Расчет индуктивностей. Л.: Энергоатомиздат, 1986.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.............................................................................................................. 3
Некоторые сведения из теории магнитных явлений:
- вектор магнитной индукции и электромагнитная сила................................ 3
- терминология и метрология.......................................................................... 6
- поле в среде.................................................................................................... 7
- магнитная проницаемость.............................................................................. 7
- ферромагнетики ............................................................................................. 9
- гистерезис намагничивания ферромагнетиков........................................... 10
- эффект Баркгаузена и магнитострикция...................................................... 12
- эффект Холла................................................................................................ 13
- законы Кирхгофа для расчета магнитных цепей........................................ 14
- релятивистские силы и магнетизм............................................................... 15
Практические работы по магнитным явлениям:
1. Исследование магнитного поля соленоида................................................. 17
2. Измерение коэффициента взаимной индукции......................................... 20
3. Исследование магнитного гистерезиса....................................................... 22
4. Нелинейные эффекты в реактивных катушках........................................... 26
5. Оценка значения магнитной индукции методом магнетрона.................... 29
6. Оценка значения магнитной индукции с помощью
электронно-лучевого индикатора................................................................ 31
7. Измерение переменного тока токоизмерительными клещами................... 33
8. Определение основной кривой намагничивания........................................ 35
9. Демонстрация вихревого характера индукционного
электрического поля..................................................................................... 38
10. Исследование трансформаторного измерительного моста......................................... 40
Приложения
1. Трансформатор, основные понятия и соотношения................................... 43
2. Литература................................................................................................... 47
[1] В рамках этой терминологии скаляр и вектор суть тензоры нулевого и первого рангов, соответственно.
[2] Представьте, например, автомобиль с механизмом рессорных подвесок или пружинный пуфик.
[3] В общем случае каждая компонента вектора намагниченности может зависеть от всех компонент поля, и тогда необходима не скалярная, а тензорная запись условия пропорциональности.
[4] Остался неназванным механизм антиферромагнетизма с дополнительной внутренней классификацией, применительно к конкретным классам кристаллических решеток композитных материалов (ферритов).
[5] Существуют и диэлектрические домены, в некоторых веществах – сегнетоэлектриках. Они как правило мельче: от 0,1 до 10 мкм.
[6] В деталях устройство доменов сложнее: домены с различной ориентацией спинов имеют плавные границы (магнитные стенки) и перемагничивание связано с движением этих стенок с определенной скоростью – спиновые волны. Ныне изучение и применение этого явления представляет самостоятельную и чрезвычайно обширную область.
[7] Обычно сопротивление вольтметра выбирается очень большим. Так, что ответвляемый в цепь вольтметра ток пренебрежимо мал по сравнению с током через исследуемый элемент.