1.电压、电流与磁通的关系
(1)磁通与电压的关系:U=4.44fNФm
u与Ф按同一规律(正弦)变化,电压相位越前磁通相位90°。
(2)磁通与电流的关系:;B=μH;∑Hl=∑NI
磁通Ф与电流i之间的关系也呈非线性关系,如图9-4a所示。若磁通Ф为正弦波,则电流i为钟乳形的非正弦波,如图9-4b所示。铁心磁感应强度B越饱和,产生的电流波形畸变越严重。
(3)铁心线圈中电压与电流的关系。
定性分析与图9-4b中Ф与i的关系相同。
图9-4 磁通与电流的关系
2.交流铁心线圈功率损耗
(1)铜损:交变电流在线圈直流电阻上产生的损耗,与线圈的直流电阻和交变电流的大小有关。
(2)铁损:在交变磁通作用下,在铁心中的能量损耗。主要由两部分组成。
①磁滞损耗:由铁磁性物质磁滞特性而引起,与磁滞回线面积成正比;与励磁电流的频率成正比。
为了减小磁滞损耗,常选用磁滞回线面积较小的材料,例如硅钢、坡莫合金、铁氧体等做铁心线圈的铁心。
②涡流损耗:交变磁通在铁心中产生涡流(感应电流),涡流在铁心中流动产生的损耗。
减小涡流损耗措施:加大铁心电阻率,如硅钢、铁氧体等;减小涡流在垂直于磁通方向平面内的流动,如将硅钢、坡莫合金加工成片状,表面涂上绝缘层(清漆)。
3.交流铁心线圈等效电路(www.xing528.com)
(1)等效电路:如图9-5a所示。其中:
①Rl为线圈直流电阻,对应于铜损I2Rl。
②Lσ和Lφ分别为对应于漏磁通和主磁通的电感,。
③RFe表示铁损(包括磁滞损耗和涡流损耗)对应的电阻。
④是产生主磁通的磁化电流,为铁损电流,为励磁电流。。
⑤和分别为对应于漏磁通和主磁通的电压。
由于线圈直流电阻Rl和漏电感Lσ一般很小,可忽略不计。为简化分析,常用简化的铁心线圈等效电路如图9-5c替代。此时,。
(2)相量图:如图9-5b所示。
①产生主磁通的磁化电流与主磁通Ф同相。
②磁化电流与铁损电流合成励磁电流。
③对应于主磁通的电压越前产生主磁通的电流(或主磁通Ф)90°。
④线圈直流电阻Rl对应的铜损电压与励磁电流同相,漏电感Lσ对应的电压越前。
⑤交流铁心线圈两端的总电压。
图9-5 交流铁心线圈等效电路和相量图
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