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文档简介

1、交流芯线圈电磁基础计算的探讨沈永福(江苏苏州康开电器有限公司,江苏苏州215233)摘要:通过交流芯线圈的测试和分析,得到了等效磁路长度与磁通和磁通的关系,得到了励磁电压u等于磁电感e的关系和交流芯线圈等效电路。关键字:交流芯线圈;等效磁路长度;磁电阻;励磁电压;感应电动势;等效电阻;有效电流discussion of basic electric magnetic calculations for a . c . iron core coil沈永-福(Suzhou kangkai电子有限公司,suzhu 215233,中国)abstract : by testing and analyzin

2、g a . c . iron core,we can not only get the relation between equivalent Magnetic circuit length,magnnetkey words : a . c . iron core coil;equivalent magnetic circuit length;ReluctanceExciting voltageInduced electromotive forceEquivalent resistance活动current引言1在变压器或电抗器和螺线管设计中,首先计算磁通和励磁电流的关键参数之一是等效磁路长度

3、,但根据当前手册或教科书提供的数据,磁路长度与核心物理结构的中心线相同,因此存在很大的差异。计算磁芯线圈电路时,线圈存在一定的电阻,电阻通过电流时会发生一定的损失,核心磁化时也会发生一定的损失,这是根据现有惯例,将这种有效损失转换为等效电阻和线圈电感串联生成电路的阻抗,励磁电压u自感emf e。根据这里电压U=磁电感e的实验和分析,这说明等效电阻和电感是并行的,从那时起,我们必须重写这里电压和感应电动势的关系和等效电路图。2等效磁路长度一般来说,根据功能要求,设计成各种磁路结构,除了单个电路外,还有多个电路结构,在电磁计算中只使用回路安培定律和电磁感应定律可能不方便,也可能无法进行分析和计算。

4、为了计算多电路结构的磁路,我们开发了磁路并行计算规律,有助于分析和计算。图1是由一个励磁线圈和两个互感线圈组成的磁路。如图2所示,ad、be和cf三段没有分支,即分支。b点和e点是三个分支(称为节点)相交处。以下是连接到同一节点的多个分支中磁通量和磁通量长度关系的实验。图1双磁路核心线圈示意图fig . 1 schematic of iron core coils in dual magnetic circuit图2节点磁通图fig . 2 relation schema of magnetic flux between nodes如图3所示,我们实验了内核为7.49平方厘米,三个线圈灯为13

5、4转,Lm1,Lm2的有效长度为18.16厘米,在每个分支上分别连接示波器探头。测试结果如图4所示。接入电源电压U(E1)为30.4V,互感线圈的电动势分别为E215.3V和E315.1V。图3线圈测量示意图Fig.3 Schematic of coils testing根据每个分支磁通量的实际方向,如图所示,磁通量1091流入节点b,而磁通量1092和1093通过测量的数据从节点b流出。样式1食2: 1091-励磁线圈磁通WB(中间列b);1092-互感线圈磁通WB(侧柱c);1093-互感线圈磁通WB(侧柱a);E1-励磁线圈自感电动势V=电源电压V;E2-互感线圈感应电动势v;E3-电感

6、线圈对电动势v的感觉;N-励磁线圈,互感线圈灯(134转);F-励磁电源的频率(50HZ)图4示波器数据显示Fig.4 Oscilloscope数据文件在这里,我们可以得出一个结论,流向节点的磁通量等于流出该节点的磁通量。根据样式1进行转换,您可以获得:样式3此公式表明,如果流入节点b的磁通量1091被视为正数(在这样,从磁力线的任何节点流入(或流出)的节点的磁通量数和常数都可以用一般公式表示,例如0。仪式4因此,磁路节点简化图如图5所示图5磁路节点简化图fig . 5 simplified diagram of magnetic circuit nodes通过上述测量分析,还可以确定等效磁路

7、长度和磁阻与磁通量的关系,根据图4中测量的数据,显示1092比1093大1.3%。这可以是5,因为lm2不等于lm3的磁阻典礼5磁阻Rm样式6典礼7仪式8格式9: -励磁线圈磁电位(in);Rm-磁路的磁阻(s);Lm-磁路的等效长度(cm); m-磁阻(CM2/M)磁阻;S-磁路横截面积(cm2);由5 9诱导的lm1的等效磁路长度是lm2和lm3的并行和格式10分析和计算表明,1.3%磁通量偏差是由2芯柱EI座加工偏差和装配中极小气隙的磁阻引起的。3交流芯线圈等效电路磁通和线圈内阻的作用可以在电路中表示为感应XL和R0,因此,在磁芯线圈电路中使用参数XL和R0而不是磁路来计算分析往往很容易

8、,如图6所示。如果核心产生的物理过程可以表示为等效回路,则可以将带核心的回路简化为简单回路。图6核心线圈图Fig.6 Schematic of iron core coil如果交流芯线圈连接到电源,则线圈电阻R0具有能量损失(即铜损失)和核心磁化过程中的能量损失(即铁损失)。此损失的一部分由电路的有效功率提供。有效损失P0表示11式电流通过线圈的内部电阻时产生的铜损失PR0十二式磁芯产生的铁损耗Pc0格式13核心和线圈消耗的有效功率的等效电流Im和等效电阻Rm和磁化电流IL分别为格式14格式1516式目前IL在核心线圈中的作用是创建对IL的感应XL和电感l分别为(类型f:励磁电源的频率50HZ

9、)的磁葫芦格式1718式因此,Rm和XL并行等效电路(而不是芯和线圈)得到图7中所示的等效电路。这是将电源电流I的主要组件激励电流IL和核心线圈损耗的有效电流Im平等地看作并行电路。阻抗z表示格式19图7磁芯线圈的等效电路图fig . 7 equivalent circuit diagram of iron core coil这可以得到磁芯线圈的相量图,如图8所示。图8核心线圈的呼机图fig . 8 phas or diagram of iron core coil4实验我们沿图6所示的磁路进行了实验。接入电源电压u为30.4V,电流I为372毫安,损耗P0为3.2瓦,线圈内阻R0为1.575

10、。(1)查找感应XL(2)电感mH(3)寻找阻抗z解决方案:诱导1:2:寻找电感3:寻找阻抗5摘要实验和分析表明,有效磁路长度除以磁路结构中各感应磁铁的磁电阻和磁电阻率,但磁电阻率是非线性的,目前各感应材料没有相应的磁电阻率数据表,需要进一步研究。图4测试数据显示了励磁电压与磁电感电动势相同的关系。也就是核心线圈的等效电阻和感应并行之间的关系,数据表明,闭合磁路磁饱和之前没有漏磁电流。参考文献:1钱庆伦。交流电动机。中国计量出版社,1998年。2王中东。电学。浙江大学出版社,1990年。陈世坤。马达设计。机械工业出版社,1990年4宫崎骏。爱泼斯坦方环法有效磁路长度的理论分析。哈尔滨米仪器厂,1998年。5 Klaus tkotz。fach kunde elek tro tech Nik .

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