6.5 Дроселі з неоднорідними магнітопроводами

Більш складні процеси відбуваються у дроселі при одночасному протіканні через обмотку постійного і змінного струмів. Постійне підмагнічування зміщує робочу точку на пологу ділянку кривої намагнічування, де значення магнітної проникності (6.16) менше від початкового [3].

Сказане ілюструється рисунком 6.4, а, де: – постійний струм підмагнічування і індукція, яку він викликає;– відповідно струми і індукції без підмагнічування і з підмагнічуванням.

Рисунок 6.4 – Струм і індукція дроселя без підмагнічування і з підмагнічуванням (а);

залежності індуктивності від струму підмагнічування (б): залежність 1 – без зазору; залежності 2 та 3 – з зазором

Без підмагнічування в обмотці протікає струм , який призводить до появимагнітної індукціїз амплітудоюВm.

Підмагнічування постійним струмом Iо викликає появу постійної магнітної індукції . Але ЕРС, що виникає в котушці, і в цьому випадку врівноважує прикладену змінну вхідну напругу. Тому і при підмагнічуванні закон зміни індукціїі амплітудаВm не змінюються. Проте кривій відповідає струм котушки, що відрізняється від синусоїдального. Тобтоу струмі дроселя при підмагнічуванні виникають додаткові гармонічні складові [3].

Еквівалентна індуктивність дроселя при підмагнічуванні зменшується. Така залежність наведена на рисунку 6.4,б (крива 1).

Щоб уникнути різкого зниження індуктивності котушок, що працюють з підмагнічуванням, їх магнітопроводи виконують з немагнітним зазором.

Зазор створює опір магнітному потокові, тим самим зменшується індукція, викликана підмагнічуванням. Робоча точка зміщується на більш круту ділянку кривої намагнічування, де диференційна магнітна проникність вища. Внаслідок цього магнітний опір зменшується і загальний опір магнітопроводу і зазору також зменшується, а індуктивність котушки зростає (рисунок 6.4,б, криві 2, 3).

6.6 Трансформатори

6.6.1 Будова трансформаторів

Трансформатором називають статичний електромагнітний пристрій, який перетворює змінний струм однієї напруги в змінний струм іншої напруги. У радіотехнічних системах різного призначення трансформатори використовують у блоках живлення, перетворювачах, пристроях узгодження [3, 4].

Робота трансформатора базується на електромагнітній взаємодії у за­гальному випадку декількох електрично не зв'язаних між собою контурів (обмоток). Для концентрації магнітного поля і поліпшення магнітного зв'язку між обмотками їх розташовують на осерді з високою магнітною проникністю.

Якщо одну з обмоток увімкнути в мережу змінного струму, то під дією магнітного поля, створюваного цією обмоткою, в іншій обмотці, магнітно пов'язаній з першою, буде наводитися ЕРС. При підключені навантаження до другої обмотки в її ланцюзі протікатиме змінний струм – до неї енергія передається без електричного (гальванічного) зв'язку.

Обмотку, яку підключають до джерела електричної енергії, називають первинною; обмотку, до якої підключають навантаження, – вторинною. Розрізняють трансформатори пониження і підвищення напруги.

За конструктивним виконанням однофазні трансформатори бувають стержневими, броньовими і тороїдальними.

Стержневий магнітопровід (рисунок 6.5 а, б) має два стержні, на яких знаходяться обмотки. Частину осердя, яка з'єднує стержні, називають ярмом. Як правило, первинна і вторинна обмотки знаходяться на різних стержнях.

У трансформаторі броньового типу осердя складається з трьох стержнів (рисунок 6.5, в, г). Первинна і вторинна обмотки знаходяться на середньому з них. Обмотки частково охоплюються (бронюються) крайніми стержнями. Магнітний потік центрального стержня розгалужується на дві частини, тому він повинен мати перетин удвічі більший крайніх стержнів [4]. Осердя трансформаторів, зображених на рисунках 6.5, а, 6.5, в, зібрані з окремих пластин, трансформаторів рисунків 6.5, б, 6.5, г – виконані з металевої стрічки.

Тороїдальні суцільні стрічкові або феритові осердя мають менші магнітний опір і потік розсіювання. Трансформатори, виконані на них, стійкі до зовнішніх магнітних полів, за умови рівномірного розподілу обмоток по колу тороїда.

Рисунок 6.5 – Будова трансформаторів:

а та б – стержневі; в та г – броньові

Трифазні трансформатори (рисунок 6.6) виконують стержневими. На кожному стержні розміщують первинну і вторинну обмотки однієї з фаз (А, В, С). Стержні з'єднують між собою ярмами. Первинні і вторинні обмотки можуть бути з'єднані зіркою, або трикутником.

Рисунок 6.6 – Схематичне зображення конструкції трифазного трансформатора