Расчет сложных трехфазных цепей Расчет электрических цепей несинусоидального тока Переходные процессы в электрических цепях Алгоритм расчета переходных процессов операторным методом Четырехполюсники и фильтры Полосовые фильтры

Расчеты курсовой по электротехнике. Примеры выполнения заданий

Расчет неразветвленной магнитной цепи

Пусть требуется выполнить расчет магнитной цепи электромагнитного реле, эскизный вид которого и схема магнитной цепи показана на рис. 2а, б. Будем считать, что геометрические размеры участков и основная кривая намагничивания материала B=f(H) заданы. Возможны два варианта постановки задачи:

а) по заданному магнитному потоку Ф (или индукции В в заданном сечении) требуется определить ток I в обмотке – прямая задача;

б) по заданному току в обмотке I требуется определить магнитный поток Ф или индукцию В в заданном сечении – обратная задача.

Прямая задача сравнительно просто решается аналитическим путем. Пусть магнитный поток Ф известен. Тогда ; ; . Значения координат Н1 и Н2 находим по заданной кривой намагничивания В=f(Н) для расчетных точек В1 и В2. Значение напряженности поля в зазоре определяем из уравнения .

По 2-ому закону Кирхгофа для схемы замещения находим значение МДС:

.  Искомый ток в обмотке равен: .

Обратная задача решается методом последовательных приближений. Пусть задан ток в обмотке реле I и требуется определить магнитный поток Ф.

Задаются в первом приближении значением магнитного потока  и, решая прямую задачу, определяют значение тока  в первом приближении. С учетом неравенства  задаются значением магнитного потока  во втором приближении и определяют значение тока  во втором приближении. Циклы расчета или итерации выполняются до достижения требуемой точности определения искомой величины. Учитывая, что решение прямой задачи является сравнительно простым и нетрудоемким, то и решение обратной задачи, требующее выполнения нескольких циклов расчета, является относительно нетрудоемким и может выполняться вручную, без помощи ЭВМ.

Как прямая, так и обратная задача могут быть решены графически методом сложения ВАХ отдельных участков. Для этой цели на основе заданных кривой намагничивания В=f(Н) и геометрических размеров отдельных участков магнитной цепи (l, s) производится расчет веберамперных характеристик (ВАХ) для отдельных участков .

Как правило, расчетные точки ВАХ для всех участков сводят в общую таблицу:

Ф

Вб

Задают

В1

Тл

Ф/S1

В2

Тл

Ф/S2

В0

Тл

Ф/S0

Н1

А/м

H1=f(B1)

Н2

А/м

H2=f(B2)

Н0

А/м

H1=8×105B0

U1

А

H1l1

U2

А

H2l2

U0

А

H0δ0

Iw

А

По результатам расчета в одной системе координат строятся графические диаграммы ВАХ всех участков (рис. 219):

Производится графическое сложение ВАХ отдельных участков согласно схеме цепи. В рассматриваемом примере производится последовательное (по оси U) сложение ВАХ U1(Ф), U2(Ф), и U0(Ф), в результате сложения получается входная ВАХ . На входной ВАХ определяется положение рабочей точки n для  и выполняется графическое решение для всех величин (на рис. 219 показано стрелками).

Аппроксимация вебер-амперных характеристик Uм=f(Ф) нелинейных элементов магнитных цепей Как было уже сказано, в справочной литературе для каждого типа ферромагнитного материала, применяемого для изготовления магнитопроводов, приводятся сведения об основной кривой намагничивания B=f(H) в виде таблицы координат точек или в виде графической диаграммы этой функции

Расчет разветвленных магнитных цепей может выполнятся графическим или аналитическим методами точно так же, как и нелинейных электрических цепей.

Пример. Заданы геометрические размеры разветвленной магнитной цепи и основная кривая намагничивания В=f(Н) для материала магнитопровода. Аналитическое решение задачи выполняется в следующей последовательности. 1. Магнитная цепь разбивается на однородные участки и согласно этой разбивке составляется эквивалентная схема. Направления МДС на схеме определяются по правилу правоходового винта. 2. На основе заданных геометрических размеров (l, S) и основной кривой намагничивания В=f(Н) выполняется расчет ВАХ для отдельных участков цепи. Результаты расчета ВАХ сводятся для удобства пользования в общую таблицу

Расчет магнитной цепи с постоянным магнитом Постоянные магниты находят применение в автоматике, измерительной технике и других отраслях для получения постоянных магнитных полей. В основе их принципа действия лежит физическое явление остаточного намагничивания. Известно, что любой ферромагнитный материал, будучи намагниченным от внешнего источника, способен сохранять некоторые остатки магнитного поля после снятия внешней намагничивающей силы.

Нелинейные цепи переменного тока. Общая характеристика нелинейных цепей переменного тока и методов их исследования Нелинейные цепи переменного тока могут содержать в своей структуре нелинейные элементы любого рода: нелинейные резисторы u(i), нелинейные катушки ψ(i) и нелинейные конденсаторы q(u). Физические характеристики нелинейных элементов на переменном токе могут существенно отличаться от их аналогичных характеристик на постоянном токе. Существуют нелинейные элементы, у которых время установления режима соизмеримо с периодом переменного тока, т.е. проявляется инерционность. По этому показателю все нелинейные элементы разделяют на инерционные и безинерционные.

Методы расчета нелинейных цепей переменного тока на основе ВАХ для эквивалентных синусоид Замена несинусоидальных функций i(t) и u(t) эквивалентными синусоидальными позволяет применить к расчету нелинейных цепей переменного тока комплексный метод со всеми вытекающими из него преимуществами. В простейших случаях, когда схема цепи состоит только из последовательно или только из параллельно включенных элементов, решение задачи может быть выполнено графически методом сложения ВАХ. Отличительной особенностью данного метода является то обстоятельство, что отдельные ВАХ складываются не арифметически, как это имело место в цепях постоянного тока, а векторно в соответствии с уравнениями Кирхгофа в комплексной (векторной) форме

Резонансные явления в нелинейных цепях Резонанс в цепи, содержащей нелинейную катушку с ферромагнитным сердечником и линейный конденсатор, получил название феррорезонанса. Для качественного исследования явления феррорезонанса воспользуемся методом эквивалентных синусоид.

Нелинейная катушка с сердечником на переменном токе Рассмотрим физические процессы, протекающие в катушке с сердечником на переменном токе


Расчет цепей Метод узловых потенциалов