Главная  Совершенствование радиолокационных систем 

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 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

между импульсами постепенно упадет до нуля. Однако вследствие явления гистерезиса изображающая точка не вернется в начало координат. Двигаясь по нисходящей ветви некоторого частного гистерезисного цикла, она достигнет положения, определяемого остаточной индукцией B,i и Н = 0.

При воздействии следующего импульса индукция в сердечнике должна увеличиваться снова на величину АВ и поэтому к моменту окончания второго импульса напряжения индукция в сердечнике будет иметь новое значение В2 = Bi + АВ. Поэтому при воздействии второго импульса напряжения изображающая точка перемещается по восходящей ветви частного гистерезисного цикла на участке BiBi, а затем по основной кривой намагничивания до достижения индукцией значения В^-

По окончании импульса по мере уменьшения намагничивающего тока изображающая точка по нисходящей ветви нового частного гистерезисного цикла В^В^ примет положение (В = = Вг2, Н = 0). При этом Вг2 > Вп, В2 > fii, H2>Hi и t2>

Подобный процесс будет продолжаться до тех пор, пока изображающая точка не достигнет положения {В = В Н = 0), соответствующего остаточной индукции предельного гистерезисного цикла. Если теперь индукция в стали сердечника под воздействием очередного импульса напряжения получит приращение АВ, в результате чего индукция в стали достигнет значения = = Вг+ АВ, то по окончании действия этого импульса изображающая точка возвратится в исходную точку {В = В^, Я = 0).

При воздействии всех последующих импульсов напряжения изображающая точка будет перемещаться по ветвям частного предельного несимметричного гистерезисного цикла, отмеченного на рис. 3-2 штриховкой. Именно этот цикл и характеризует электромагнитные процессы в сердечнике под воздействием однопо-лярных импульсов напряжения.

Вследствие нелинейной зависимости В от Я нелинейной будет также и зависимость АВ = f (АН). Поэтому и магнитная проницаемость стали сердечника р также будет нелинейно зависеть от приращения индукции или приращения напряженности магнитного поля в сердечнике. Для оценки величины магнитной проницаемости в каждой точке гистерезисного цикла вводят понятие дифференциальной магнитной проницаемости:

1 dB

i- Но dH

а для оценки величины магнитной проницаемости на частном ги-стерезисном цикле - средней магнитной проницаемости на цикле:

1 АД

- Но АЯ

В рассмотренном случае, несмотря на то. что приращение индукции АВ оставалось все время постоянным, напряженность магнитного поля или, что то же самое, приращение напряжен-



ности магнитного поля на каждом цикле не оставалась постоянной. Так. из рис. 3-2 следует, что

Ях < Яа < Яз < . . . < Яд = АЯ.

Поэтому с увеличением ДЯ средняя магнитная проницаемость на каждом цикле также не оставалась постоянной:

М-1Д > М-2Д > Н-зд > > М-Ад =-]-дд-

Из рис. 3-2 также следует, что чем выше значение остаточной индукции Bf данной стали сердечника, тем меньше возможное приращение индукции в сердечнике и тем меньше магнитная проницаемость на частном гистерезисном цикле. Таким образом, чем выше значение В^, тем менее эффективно используется сердечник трансформатора, так как в конечном счете, для получения заданной величины индуктивности первичной обмотки (индуктивности намагничивания) первичная обмотка должна обладать большим количеством витков, что ведет к увеличению индуктивности рассеяния, паразитных емкостей и усложнению конструкции всего трансформатора.

Поэтому для работы в импульсном режиме без внешнего размагничивающего поля наиболее предпочтительны такие ферромагнитные материалы, которые обладают малой величиной остаточной индукции, высоким значением индукции насыщения В^ и минимальным значением напряженности магнитного поля, при котором достигается индукция насыщения.

Ферромагнитный материал с такими свойствами позволяет реализовать в импульсном режиме работы одновременно и большое приращение индукции, и высокую магнитную проницаемость. Однако характеристики реальных ферромагнитных материалов таковы, что даже в лучших из них с изложенной точки зрения остаточная индукция имеет величину, примерно равную половине индукции насыщения. Поэтому представляет особый интерес рассмотрение искусственных методов, при помощи которых может быть уменьшена остаточная индукция. Методы эти сводятся, в конечном счете, к двум: введению в сердечник воздушного зазора и размагничиванию сердечника при помощи специальным образом созданного размагничивающего магнитного поля. Особенно эффективен последний метод, так как он позволяет реализовать такой режим работы, при котором электромагнитные свойства сердечника используются полностью. Рассмотрение этих методов производится в следующем разделе.

3-3. Методы уменьшения остаточной индукции

Если магнитный поток сердечника на каком-то протяжении проходит через воздух или изоляцию, т. е. через среду, магнитная проницаемость которой отлична от магнитной проницаемости стали, то условия работы сердечника существенно изменяются.



Рассмотрим тот же трансформатор рис. 3-1 в предположении, что в его сердечнике имеется небольшой воздушный зазор / , причем lo < I. В этом случае, применяя закон полного тока, имеем:

j)Hdl-H{l-h) + Hoh = HJt.

(3-5)

Из принципа непрерывности магнитного потока следует, что магнитный поток в сердечнике Ф равен магнитному потоку в воз-


Рис. 3-3. Пострае-ние эквивалентного гистерезисного цикла для сердечника с воздушным зазором.

душном зазоре Фо- Ввиду того, что lo <С U магнитное поле в зазоре можно считать однородным и как следствие однородности поля принять 5 = So- Тогда Ф = Фо = wSB = wSoBo или В = Во, т. е. магнитная индукция в сердечнике и воздушном зазоре одинакова. С учетом этого обстоятельства из (3-5) следует, что

Нвн - H-f -f Яо у я -f В-,

так как /р С I-

Последнее равенство показывает, что для создания в сердечнике индукции В, напряженность внешнего магнитного поля Яе должна быть увеличена на В (/о/м-оО и позволяет по известной зависимости В = f (Я) данного ферромагнитного материала сердечника без зазора построить эквивалентный гистерезисный цикл для сердечника с воздушньш зазором. Построение такого эквивалентного цикла поясняется рисунком 3-3.




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 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49