Динамо-машины  Применение ферритов в электрике 

1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Таким образом, индуктнвйость катушки с ферритовым замкнутым сердечником, имеющим небольшой воздушный зазор, может быть определена по формуле (12), если известна действующая магнитная проницаемость сердечника, определяемая не только материалом сердечника, но и его формой.

На фиг, 19 показаны расчетные и измеренные значения индуктивности катушки в зависимвсти от отношения длины зазора к длине магнитной силовой линии сердечника,

B , , Здесь видно, ЧТО При уО.бо

значения рассчитанной по формуле (11) и измеренной индуктивности почти совпадают.

При разница между

расчетным и измеренным значениями индуктивности составляет i201q, при увеличении

(/, Oit 0,8 1,2 IS 2,0 Z!* 2,8%

Фиг. 19. Расчетные 1дсч меренные L

значения- ин-

-7- эта разница увеличивается c

и при Y = 2j( она уже до-

jCTHracT Таким образом,

измеренные и рассчитанные по формуле (12) значения индуктивности с достаточной степенью точности совпадают

только при lt; 1 %.

Для катушек с разомкнутым -сердечником (цилиндрические, Т-образные и т, д.) расчет индуктивности может быть произведен по значению относительной магнит ной проницаемости [а, определяемой как отношение индуктивности катушки с сердечником и индуктивности той же катушки без сердечника. Относительная магнитная проницаемость зависит не только от проницаемости материала и формы сердечника, но и от формы и размеров самой катушки.

Индуктивность катушки с разомкнутым сердечником

дуктивности катушки с сердечником в зависимости от отношения длины зазора к длине магнитной -силовой линии сердечника.

(13)

где /. - индуктивность катушки без сердечника, значение которой может быть измерено или подсчитано по известным формулам; Vomn ~~ относительная магнитная проницаемость сердечника, определяемая экспериментально.

Добротность катушки с сердечником зависит от потерь, вносимых катушкой и сердечником. Увеличение добротности катушки при введении в нее сердечника возможно, если повышение ее индуктивности происходит быстрее, чем возрастают суммарные потери за счет обмотки и сердечника.

Рассмотрим эквивалентную схему ка- тушки с сердечником, в которой сопро- 1 тивление потерь, вносимое сердечником, Щ

включается параллельно а сопротивление lt;-{

потерь в обмотке последовательно с kf,

катушкой индуктивности (фиг. 20). gt;

Обозначим через - добротность сердечника, величину, обратную тан- Фиг. 20. Экви-генсу угла потерь в сердечнике. Для за- валентная схе-мкнутой формы сердечника с равномерным дукданости с сечением добротность сердечника опре- сердечником, деляется физическими свойствами материала и не зависит от размеров сердечника.. Можно считать, что в этом случае добротность сердечника представляет собой добротность материала Q.

Условимся называть добротностью обмотки отношение индуктивного сопротивления inL к активному сопротивлению обмотки г:

Q = = cox, (14)

где с = -;--постоянная времени катушки индуктивности.

Добротность катушки с замкнутым сердечником определяется формулой

-ctq:~vfq:-

Эта формула может быть упрощена, если gt; что часто имеет место при использовании сердечника с боль-

mm таеппем начальной магнитной проницаемости. Тогда

т. е. добротность катушки с замкнутым сердечником без зазора определяется только добротностью его материала.

Введем в сердечник катушки немагнитный зазор, индуктивность катушки уменьшится согласно формуле (10). При введении зазора индукция же в сердечнике практически не изменится, так как она определяется приложенным к катушке напряжением, а следовательно, и вносимые сопротивления потерь я г останутся неизменными. Следовательно, введение немагнитного зазора в сердечный: увеличивает добротность сердечника и уменьшает добротность обмотки во столько раз, во сколько увеличивается магнитное сопротивление магнитопровода.

Обозначим через и Q добротности сердечника и обмотки при наличии зазора в сердечнике. Тогда

(1.7)

Если добротность обмотки с сердечником без зазора выше добротности материала сердечника, то введение зазора, повышая добротность сердечника, увеличивает общую добротность катушки. При определенной величине зазора добротность катушки будет максимальна.

Оптимальный зазор может быть найден по формуле

, =i .(,/K-A = j!f,/I-lV lt;19)

Если при вычислении величины зазора по этой формуле результат получается отрицательным, то зазор не нужен (это имеет место, когда добротность магнитного материала при отсутствии зазора выше добротности обмотки). 32