Реакторы (трансформаторов)

June 29, 2013 by admin Комментировать »

Реакторы всех типов являются собратьями трансформаторов. Реакторы с железными сердечниками имеют те же самые характеристики, что и трансформаторы в части конструкции, изоляции и температурных свойств. Реакторы с воздушными сердечниками представляют собой более специализированные изделия, используемые в фильтрах гармоник большого размера или для ограничения тока короткого замыкания. Впрочем, маленькие реакторы с воздушным сердечником часто используются для ограничения di/dt в различном оборудовании. В Табл. 7.3 приведены основные характеристики реакторов этих двух типов.

Таблица 7.3. Основные характеристики реакторов с железным и воздушным сердечниками

Воздушный сердечник

Железный сердечник

Индуктивность не зависит от тока

Индуктивность может зависеть от тока

Обычно большое внешнее магнитное поле

Магнитное поле ограничено сердечником

Более высокие потери

Меньшие потери и более высокая добротность

Нетребуется сердечник

Требуется сердечник из материала, подходящего по частотным свойствам

Размеры больше для заданного LI2

Размеры меньше для заданного LI2

На Рис. 7.19 приведена формула для расчета индуктивности однослойного соленоида с воздушным сердечником. Автор натолкнулся на эту

На Рис. 7.18 приведены основные уравнения для индуктивной цепи. Напряжение есть производная от полного потока индукции, к, произведения индуктивности на ток. Если индуктивность цепи постоянна, то уравнение становится знакомым e = L-di/dt. Несколько менее привычной являются его другая форма, отображающая возможность изменения индуктивности.

Рис. 7.18. Основныеуравнения для индуктивной цепи

формулу в справочнике 1942 г. издания, который получил в подарок по случаю окончания высшей школы. Первоисточником было Национальное бюро стандартов (ныне — Национальный институт стандартов и технологии). Эта формула хорошо подходит для расчета катушек, предназначенных для работы в диапазоне радиочастот, а также для определения индуктивности проволочных резисторов. Ее точность тем выше, чем длиннее катушка по отношению к ее диаметру.

Рис. 7.19. Индуктивность однослойного соленоида

Для других конфигураций катушек с воздушным сердечником могут быть использованы формулы из того же источника, приведенные на Рис. 7.20, Рис. 7.21 и Рис. 7.22.

Рис. 7.20. Индуктивность короткой, толстой, многослойной катушки

Рис. 7.21. Индуктивность тонкой, тоской, спиралеобразной катушки

Рис. 7.22. Индуктивность однослойной тороидальной катушки

При переходных процессах с высокой скоростью изменения напряжения в проводниках, как в линиях передачи энергии, могут возбуждаться бегущие волны. Явления, связанные с этим, были рассмотрены в гл. 6. Далее приведен еще один набор полезных формул для расчета индуктивностей различных проводников.

Индуктивность одиночного немагнитного проводника:

Взаимная индуктивность двух немагнитных проводников:

где Ls, LM — индуктивность в микрогенри,

GMR — геометрический средний радиус проводника в сантиметрах, /— длина проводника в сантиметрах,

D — расстояние между проводниками в сантиметрах.

Значения GMR для наиболее распространенных форм проводников:

Общая индуктивность двух проводников, по которым течет один и тот же ток в прямом и обратном направлении — L = 2(LS LM ).

Индукторы с железными сердечниками имеют разные конструкции. На Рис. 7.23 приведена одна из простейших. Для уменьшения внешнего магнитного поля катушка обычно наматывается поверх зазора в сердечнике, но на Рис. 7.23 они для ясности изложения показаны раздельно. Приведенная для расчета индуктивности формула включает коэффициент 0.95, учитывающий, что часть магнитного потока проходит через воздух, а не напрямую, через зазор в сердечнике. Эта формула очень удобна для быстрых оценочных расчетов. Магнитная индукция в зазоре (в гауссах) определяется выражением 5GAP = 0.4ЛГ x I/G. При использовании обычных материалов для сердечников при максимальной индукции 8…10кГс (для пиковых значений тока) еще сохраняется хорошая линейность.

Рис. 7.23. Простейшая конструкгщя индукторасжелезнъш сердечником

Индуктивность трехфазного реактора может быть определена путем измерений, выполняемых при однофазном включении. Если реактор включить с двумя обмотками, соединенными навстречу друг другу (как показано на Рис. 7.24), трехфазная индуктивность на каждую фазу составит просто L = E/tt>I.

Рис. 7.24. Измерение индуктивности в трехфазномреакторе

Единицы измерений

Рано или поздно в любой книге, касающейся магнитных явлений, наступает пора обсудить единицы измерений. Сейчас используются три различных системы измерений магнитных величин. Физики предпочитают единицы CGS, инженеры чаще используют MKS, а конструкторы трансформаторов применяют английскую систему. Международная система SI по сути является системой MKS, и в общем наблюдается движение в сторону ее все большего использования. В Табл. 7.4 сведены воедино магнитные единицы измерений и формулы их взаимосвязи, что, безусловно, поможет читателю выбраться из этой западни.

Таблица 7.4. Единицы измерений магнитных величин

Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты