单相饱和电抗器的工作原理

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电抗器的工作原理

电抗器的工作原理

电抗器的工作原理引言概述:电抗器是电力系统中常见的电气元件之一,它具有调节电流和电压等电气参数的作用。

本文将详细介绍电抗器的工作原理,包括其基本概念、工作原理和应用领域。

一、电抗器的基本概念1.1 电抗器的定义和分类电抗器是一种用来调节电流和电压的电气元件,它根据其电气特性可以分为电感器和电容器两种类型。

电感器是由线圈或线圈组成,通过电流的变化来调节电压;电容器则是由两个导体板和介质组成,通过电压的变化来调节电流。

1.2 电抗器的主要特性电抗器具有阻抗、电感和电容等特性。

阻抗是电抗器对电流和电压的阻碍程度,它随着频率的增加而增大;电感是电抗器对电流变化的反应,它使电流滞后于电压;电容是电抗器对电压变化的反应,它使电流超前于电压。

1.3 电抗器的符号表示电抗器在电路图中通常用一个带箭头的直线表示,箭头的方向表示电流的流向。

电感器的符号是一个带箭头的线圈,电容器的符号是两个平行的导体板。

二、电抗器的工作原理2.1 电感器的工作原理电感器通过电流的变化来调节电压,其工作原理基于电磁感应定律。

当电流通过电感器时,会在线圈中产生磁场,磁场的变化会引起感应电动势,从而产生电压。

这种电压的大小与电流的变化率成正比,通过调节电流的变化率可以实现对电压的调节。

2.2 电容器的工作原理电容器通过电压的变化来调节电流,其工作原理基于电容器的电场效应。

当电压施加在电容器的两个导体板上时,会在两个导体板之间形成电场。

电场的变化会导致电容器中电荷的移动,从而产生电流。

这种电流的大小与电压的变化率成正比,通过调节电压的变化率可以实现对电流的调节。

2.3 电抗器的工作原理总结电抗器的工作原理可以归纳为通过电流或电压的变化来调节对应的电气参数。

电感器通过电流的变化来调节电压,而电容器则通过电压的变化来调节电流。

通过合理选择电抗器的类型和参数,可以实现对电流和电压的精确控制。

三、电抗器的应用领域3.1 电力系统中的应用电抗器在电力系统中广泛应用于电压和电流的调节,可以提高电力系统的稳定性和效率。

单相饱和电抗器的工作原理

单相饱和电抗器的工作原理

单相饱和电抗器的工作原理3.1 概述如图3.1所示的单相饱和电抗器是一个最典型的可控饱和电抗器电路,掌握其原理和分析方法以后,便于了解其他各种饱和电抗器电路,本章从物理概念出发,分析讨论单相饱和电抗器的基本工作原理。

如图3.1所示电路的工作状态除了与电源电压大小及负载性质有关以外,与铁心磁化过程关系较大,要理解饱和电抗器的工作原理,必须分析铁心在不同直流控制电压作用下的磁化状态。

单相饱和电抗器的性能除了与铁心工作状态密切相关以外,还与许多因素有关:如负载性质(电阻、电感等)、控制回路中偶次谐波电流流通情况等,一般在分析时为了能抓住物理实质,常常从最简单的情况入手,例如,取负载为纯电阻。

至于控制回路中偶次谐波电流的处理,则常常考虑分析两种情况:(1)自然磁化状态。

控制回路中电阻很小,也无外加电感,控制绕组两端加一个恒定的直流电压,偶次谐波电流在控制回路中自由流通。

(2)强制磁化状态。

控制回路电阻或外加电感很大,足以抑制控制回路内感应产生的交流分量,控制绕组内流通的仅是直流分量,相当于加入一个恒定的直流控制电流。

一般常遇到的是接近自然磁化状态的情况。

为了掌握饱和电抗器的工作原理,需要对各参量波形进行分析,波形分析方法是定性讨论饱和电抗器原理及工作特点的基本方法。

至于定量计算饱和电抗器的特性,工程上常用的是图解法。

图解法以各电磁参量都是等效正弦的假设为基础,可以帮助人们确定合理的工作范围,还可以了解外界参数变化时饱和电抗器特性变化的规律。

3.2 单相饱和电抗器的原理分析3.2.1 基本电磁方程在分析图3.1所示饱和电抗器时,先做如下的假设;(1)电源电压u为正弦,u=Umsinwt。

(2)负载为纯电阻RL。

(3)忽略各绕组的漏电感(环形铁心,绕组均匀分布的情况,漏感最小)。

(4)工作绕组串联顺接,控制绕组串联反接。

设结构参数一定,其中包括:铁心截面积Sc、平均磁路长度lc、每个铁心的工作绕组匝数Ng和控制绕组匝数Nk,以及它们相应的电阻值rg、rk等。

电抗器工作原理

电抗器工作原理

电抗器工作原理一、概述电抗器是一种用于电力系统中的无功补偿设备,主要用来控制电流和电压的波动,改善电力系统的功率因数和稳定性。

本文将详细介绍电抗器的工作原理及其在电力系统中的应用。

二、电抗器的工作原理1. 电抗器的组成电抗器由线圈和铁芯组成。

线圈通常由绝缘电线缠绕而成,而铁芯则用于增强电磁感应效果。

2. 电抗器的工作原理当电抗器接入电力系统时,通过电源提供的交流电,电流将通过线圈流过。

由于线圈中的电流是变化的,根据法拉第电磁感应定律,线圈中会产生变化的磁场。

这个变化的磁场将与铁芯相互作用,进而产生感应电动势。

根据楞次定律,这个感应电动势将产生一个反向的电流,这个反向电流与线圈中的电流相抵消,从而减小了系统中的总电流。

3. 电抗器的作用电抗器主要用于控制电流和电压的波动,具体作用如下:- 电抗器可以减小电力系统中的电流波动,从而减少能源的损耗。

- 电抗器可以降低电力系统的功率因数,提高系统的功率因数。

- 电抗器可以改善电力系统的稳定性,减少电力系统中的电压波动。

三、电抗器在电力系统中的应用1. 电抗器在输电路线中的应用在长距离的输电路线中,由于电流的传输会导致电压的降低,因此需要使用电抗器来补偿电压的损失,保持电力系统的稳定性。

2. 电抗器在电力变压器中的应用电力变压器是电力系统中常用的设备,通过变压器可以将高电压的电能转换为低电压的电能。

在变压器中,电抗器可以用来补偿变压器的感性电流,从而提高变压器的效率和稳定性。

3. 电抗器在电力电容器中的应用电力电容器是一种用于储存电能的设备,它可以将电能储存起来,并在需要时释放出来。

在电力电容器中,电抗器可以用来补偿电容器的容性电流,从而提高电容器的效率和稳定性。

四、总结电抗器是电力系统中的重要设备,通过控制电流和电压的波动,改善电力系统的功率因数和稳定性。

本文详细介绍了电抗器的工作原理及其在电力系统中的应用。

电抗器的工作原理是通过线圈中的变化电流产生变化磁场,进而与铁芯相互作用,减小系统中的总电流。

电抗器的工作原理

电抗器的工作原理

电抗器的工作原理电抗器是一种用于电力系统中的电气设备,它主要用于调节电流和电压的波动。

本文将详细介绍电抗器的工作原理,包括其基本原理、结构和应用。

一、基本原理电抗器是一种具有感抗性质的电路元件,其主要作用是改变电路中电流和电压的相位关系。

它通过在电路中引入感抗来实现这一目的。

感抗是电感器的一种特性,当电流通过电感器时,会产生磁场,从而储存能量。

当电流方向发生变化时,储存的能量会释放出来,形成电压。

因此,电抗器可以通过改变电流和电压之间的相位差来调节电路的功率因数。

二、结构电抗器通常由线圈和铁芯组成。

线圈是由绝缘导线绕制而成的,它是电抗器的主要部件。

线圈的导线材料通常是铜或者铝,因为这些材料具有良好的导电性能。

铁芯是电抗器的辅助部件,它主要用于增强磁场的强度和稳定性。

铁芯通常由硅钢片制成,因为硅钢片具有较低的磁导率,能够有效减小铁芯的磁损耗。

三、应用电抗器在电力系统中有广泛的应用。

它可以用于电力变压器、电动机、电容器等设备的电路中,以提高系统的稳定性和效率。

具体应用包括以下几个方面:1. 电力因数校正电抗器可以用于校正电力系统中的功率因数。

功率因数是指电流和电压之间的相位关系,它反映了电路的效率。

当功率因数低于1时,电路中会浮现无功功率的浪费。

通过引入电抗器,可以改变电流和电压之间的相位差,从而提高功率因数,减少无功功率的损耗。

2. 电压稳定电抗器可以用于调节电力系统中的电压波动。

在电力系统中,电压的稳定性对于设备的正常运行至关重要。

当电压波动较大时,会对设备的性能和寿命产生不利影响。

通过引入电抗器,可以调节电流和电压之间的相位差,从而稳定电压。

3. 阻尼振荡电抗器还可以用于阻尼电力系统中的振荡。

在电力系统中,振荡是一种常见的问题,它会导致电流和电压的不稳定。

通过引入电抗器,可以改变电路的阻抗特性,从而减小振荡的幅度和频率。

4. 过电压保护电抗器还可以用于保护电力系统中的设备免受过电压的影响。

在电力系统中,过电压是一种常见的问题,它会对设备的正常运行产生不利影响。

饱和电抗器调压原理

饱和电抗器调压原理

饱和电抗器调压原理
饱和电抗器是一种电子设备,它主要的功能是对电压进行调节。

下面
介绍一下饱和电抗器的调压原理。

1. 饱和电感原理
饱和电感器的原理是基于电感量和电流的关系的。

当电感器的电流增
加时,所产生的磁场也会增大。

当磁场的强度达到一定的程度时,电
感器就会饱和,电流就不会再增加了。

这时,电感器的两端电压就与
电感器的电流成正比。

2. 饱和电感器的结构
饱和电感器由铁芯、线圈、外壳等几部分构成。

铁芯是饱和电感器的
核心,它会影响饱和电感器的电感量。

线圈则是负责电流的产生,电
流的大小也会影响电感器的电感量。

3. 饱和电感器的调压原理
饱和电感器的调压原理很简单,就是利用饱和电感器的电感量和电流
之间的关系来进行电压调节。

当负载电流增大时,电感器的电流也会
随之增大,使得磁场的强度变大,饱和电感器的电感量也会变大,从
而使得电感器两端的电压变高。

反之,当负载电流减小时,电感器的
电流也会随之减小,使得磁场的强度变小,电感量也会随之减小,从
而使得电感器两端的电压变低。

这样,就可以实现对电压的精准调节。

4. 饱和电感器的优势
饱和电感器相比于其他调压器件的优势在于精度高、稳定性好,不易
受负载变化、温度变化的影响。

同时,饱和电感器还具有无噪音、无脉冲和长寿命等优点。

总之,饱和电感器是一种非常常见的电子器件,在电压调节方面有着十分重要的作用。

上述内容就是饱和电感器调压原理的介绍,希望能够对大家有所帮助。

饱和电抗器原理

饱和电抗器原理

饱和电抗器原理摘要:以去年首次在中国投运的高压电动机磁控软起动装置为背景,介绍作为软起动装置执行元件的磁饱和电抗器,指明它实质上是一个开关,阐述它的作用、特点和分析方法。

一、引言:饱和电抗器是一种饱和度可控的铁芯电抗器。

50~70年代是磁饱和电抗器在电气自动化领域较盛行的时期[1,2,3]。

它既可以作为放大器件,又可以作为执行元件。

相对于电真空器件,它耐受恶劣环境的优点令人瞩目,相对于交磁放大机系统,它的静止性受到垂青。

当时,国内外关于磁饱和电抗器和磁放大器的著述和相关新铁芯材料的研制报导屡见不鲜。

在我国,在70年代已形成磁放大器产品系列[2]。

70年代以后,以双极型电子器件和SCR为代表的电力电子器件逐渐在电气控制领域占统治地位。

饱和电抗器因惯性较大、功率放大倍数较小等缺点而被排挤,其发展受阻。

但是,饱和电抗器是一种既有长处又有短处的电力器件。

在电阻炉炉温等较慢过程的控制中,以饱和电抗器为功率器件的系列产品仍然在使用。

在如何将它应用在较快过程的控制中,人们的研究和探索仍在继续。

也取得了一些可喜的成果[3]。

我认为,高压电动机软起动是一个能够使饱和电抗器扬长避短发挥重要作用的领域。

二、三相饱和电抗器的基本形式三相饱和电抗器有多种形式,在图1中表示了裂芯式和传统式的两种。

图1(a)为裂芯式结构,三相分立,一相一个铁芯。

挨近小截面的是直流绕组(共6个)。

绕在直流绕组外面的是交流绕组(共3个)。

两个直流绕组产生的磁通在两个小截面铁芯上形成环路。

而交流绕组产生的磁通通过大截面铁芯形成环路。

图1(b)为传统式。

直流绕组套住6个铁芯和6个交流绕组。

交流绕组每相2个,串连连接。

一相交流电流在2个铁芯上产生2个环路的磁通。

2个环路的时钟方向相同。

图1列出的仅是有代表性的形式。

其它的可行形式还很多,例如图1(a),若将交流绕组挪位,令它套住大截面铁芯,就演绎为另一种可行形式。

所有可行形式的共性是:三、饱和电抗器的分析方法:饱和电抗器不是线性器件。

饱和电抗器的概念

饱和电抗器的概念

饱和电抗器的概念饱和电抗器是一种用于调节电压和电流的电子设备。

它由一个线圈绕制在一个铁芯上组成。

饱和电抗器通常用于稳压和补偿电路中,它可以帮助调节电压和电流的波形,以满足特定的要求。

饱和电抗器的原理基于铁芯的特性。

铁芯是一种带有磁性的材料,当电流通过线圈时,会在铁芯中产生磁场。

这个磁场可以储存一定数量的能量,当电流发生变化时,磁场也会发生相应的变化。

饱和电抗器的工作原理是利用铁芯的磁饱和特性。

当电流通过线圈时,磁场的强度会增加,但当磁场达到一定的强度时,铁芯就会饱和。

也就是说,无论电流的大小如何变化,铁芯中的磁场强度都无法再增加。

这种饱和现象可以帮助调节电压和电流的波形。

在稳压电路中,饱和电抗器可以调节输入电压的波形。

当输入电压发生变化时,饱和电抗器的铁芯会饱和,阻塞部分电流的流动,从而保持输出电压的稳定。

这样可以确保电压的稳定性,并防止过压或欠压对电路元件的损害。

在功率补偿电路中,饱和电抗器可以调节电流的波形。

电源系统中的电流通常会有非线性负载,这意味着电流的幅值和相位可能发生变化。

饱和电抗器可以通过调节铁芯的饱和程度来补偿电流的波形,使其保持在正弦波形,并与电压同相位,从而满足电源系统对电流质量的要求。

此外,饱和电抗器还广泛应用于滤波电路中。

滤波电路用于去除电源中的杂噪和谐波,保证电力质量。

饱和电抗器可以有效地滤除频率较低的谐波,并提高电源的稳定性。

总之,饱和电抗器是一种重要的电子设备,用于调节电压和电流的波形。

它利用铁芯的磁饱和特性,通过调节铁芯的饱和程度,达到稳压、补偿电路和滤波电路等应用的目的。

饱和电抗器在电力系统中发挥着重要的作用,提高了电源的稳定性和电流质量。

电抗器工作原理

电抗器工作原理

电抗器工作原理一、概述电抗器是一种用于电力系统中的无源电气元件,主要用于调节电流和电压的波动。

它通过改变电流的相位差来控制电能的传输和分配,从而实现对电力系统的稳定运行和优化控制。

本文将详细介绍电抗器的工作原理及其在电力系统中的应用。

二、电抗器的工作原理电抗器是由线圈和铁芯组成的,其工作原理基于电感和电容的特性。

当电流通过电抗器时,线圈中的电感产生磁场,而铁芯的存在增强了磁场的强度。

这个磁场会与电流产生相位差,使得电流滞后于电压。

这种相位差导致了电抗器对电流的阻抗,从而控制了电流的波动。

三、电抗器的分类根据电抗器的工作原理和应用场景,可以将其分为三类:电感电抗器、电容电抗器和变压器。

1. 电感电抗器电感电抗器是由线圈和铁芯组成的,通过电感产生磁场来控制电流的相位差。

它主要用于电力系统中的无功补偿和谐波滤波。

当电力系统中存在过多的无功功率时,电感电抗器可以吸收多余的无功功率,从而提高系统的功率因数。

同时,电感电抗器还可以滤除电力系统中的谐波,保证系统的稳定运行。

2. 电容电抗器电容电抗器是由电容器和电感器组成的,通过电容产生电场来控制电流的相位差。

它主要用于电力系统中的无功补偿和电压调节。

当电力系统中存在电压波动或者电压不平衡时,电容电抗器可以通过调节电流的相位差来稳定电压,提高系统的电压质量。

3. 变压器变压器是一种特殊的电抗器,它通过改变电压的大小和相位差来控制电流的波动。

变压器主要用于电力系统中的电压调节和功率传输。

当电力系统中存在电压不足或者电压过高时,变压器可以通过调节电压的大小来保持电力系统的稳定运行。

同时,变压器还可以实现不同电压等级之间的功率传输,提高电力系统的能效。

四、电抗器在电力系统中的应用电抗器在电力系统中有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 无功补偿电抗器可以通过吸收或者释放无功功率来调节电力系统的功率因数。

当电力系统中存在过多的无功功率时,电感电抗器可以吸收多余的无功功率,提高系统的功率因数。

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单相饱和电抗器的工作原理3.1概述如图3. 1所示的单相饱和电抗器是一个最典型的可控饱和电抗器电路,掌握其原理和分析方法以后,便于了解其他各种饱和电抗器电路,本章从物理概念岀发,分析讨论单相饱和电抗器的基本工作原理。

如图3. 1所示电路的工作状态除了与电源电压大小及负载性质有关以外,与铁心磁化过程关系较大,要理解饱和电抗器的工作原理,必须分析铁心在不同直流控制电压作用下的磁化状态。

闍工1 工作琏组4茯的抱和电抚難单相饱和电抗器的性能除了与铁心工作状态密切相关以外,还与许多因素有关:如负载性质(电阻、电感等)、控制回路中偶次谐波电流流通情况等,一般在分析时为了能抓住物理实质,常常从最简单的情况入手,例如,取负载为纯电阻。

至于控制回路中偶次谐波电流的处理,则常常考虑分析两种情况:(1 )自然磁化状态。

控制回路中电阻很小,也无外加电感,控制绕组两端加一个恒定的直流电压,偶次谐波电流在控制回路中自由流通。

(2 )强制磁化状态。

控制回路电阻或外加电感很大,足以抑制控制回路内感应产生的交流分量,控制绕组内流通的仅是直流分量,相当于加入一个恒定的直流控制电流。

一般常遇到的是接近自然磁化状态的情况。

为了掌握饱和电抗器的工作原理,需要对各参量波形进行分析,波形分析方法是定性讨论饱和电抗器原理及工作特点的基本方法。

至于定量计算饱和电抗器的特性,工程上常用的是图解法。

图解法以各电磁参量都是等效正弦的假设为基础,可以帮助人们确定合理的工作范围,还可以了解外界参数变化时饱和电抗器特性变化的规律。

3.2单相饱和电抗器的原理分析3. 2. 1基本电磁方程在分析图3. 1所示饱和电抗器时,先做如下的假设;(1 )电源电压u为正弦,u= Umsinwt。

(2)负载为纯电阻RL=(3)忽略各绕组的漏电感(环形铁心,绕组均匀分布的情况,漏感最小)。

(4)工作绕组串联顺接,控制绕组串联反接。

设结构参数一定,其中包括:铁心截面积Sc、平均磁路长度lc、每个铁心的工作绕组匝数Ng和控制绕组匝数Nk,以及它们相应的电阻值rg、rk等。

但作为可控的饱和电抗器,其外部参数是可变的,如交流电源电压u、控制电压Uk、负载电阻RL等。

一般取工程合理值作为额定参数,因此外部参数只是围绕额定值在小范围内可以调整改变,如果大幅度变化,则饱和电抗器将不受控制,或者工作在很不合理情况,或者利用很不充分。

当结构参数一定,并且外部参数也一定时,铁心中B、H大小以及饱和电抗器特性也是一定的。

为了进行原理分析,首先必须了解铁心中磁参数随控制电压变化而变化的情况,进一步再确定静特性和时间常数。

图3. 1有两个回路:工作回路和控制回路。

每个回路又联系着两个铁心,我们可以用基本电磁方程组来描述这两个回路的工作。

这个方程组表示了各回路中结构参数、外部参数及铁心磁参数间的关系,也表示两个回路间的相互联系址i出十皿3(瞬+鬻) <3.1)加泯(眷—瞬) 02)孔N* + gN^= HJ.(3+ 3)-hN* 十严IIJ f C3. 4)式中占$为负載电流』民、H- 仏、电分别为轶心u及血的磁鑫Sh R K.&分別为工作回路及控制冋路的总电阻*当工作绕组串联时” Jf,当工作绕组井联时,£」甘,圈生1中* R严&+2“ Q为一个工作绕组的电阻。

3. 2. 2饱和电抗器三种典型状态的分析我们可以取三种典型状态进行分析,如图3. 2所示饱和电抗器的输出一输入特性I:= f(lk)。

特性上有三点:点1表示控制电流为零时的状态,这时半周期内铁心完全不饱和,输岀电流最小,交流绕组感抗值最大;点3表示控制电流很大,使铁心半周期内几乎完全饱和,输岀电流很大,交流绕组感抗值很小;而点2介于点1和点3之间,处于中间状态,半周期内,铁心部分时间饱和。

以下按上述三种状态进行分析,即:①半周期内铁心不饱和;②半周期内铁心部分时间饱和;③半周期内铁心完全饱和。

3. 2. 2 . 1半周期内铁心处于不饱和状态(状态1)由于这时控制电流为零,铁心仅有交流激磁作用,因此饱和电抗器的工作状态相当于一个空载变压器,工作绕组电抗值很大4饱和电抗器的输岀反馈4.1概述为了减小饱和电抗器的控制电流(即提高其放大系数),必须增大控制绕组匝数,但这一方法受到工艺及铁心窗口面积的限制,控制绕组匝数实际上不可能任意增大。

图匚】反區原理紺为饱和电航器〉另一种方法是利用正反馈的原理减小控制功率。

所谓反馈,就是从饱和电抗器的输出电压uL取出一部分(或全部),作为反馈电压Uf(如图4 . 1所示),加到其输入端。

当增大控制电压时,输出UL增大,则反馈电压Uf也增大。

如果Uf的作用与控制电压Uk的作用相同,则由于反馈的附加作用,使饱和电抗器输出更大了。

如果反馈电压起的作用帮助加强控制电压,称为正反馈;如果Uf的作用与UI的作用相反,它使饱和电抗器输出下降,即Uf减弱了控制电压,则是负反馈。

如图4. 2所示为一个外加反馈绕组Nf的饱和电抗器,习惯上称为外反馈(Extrinsicfeedback)。

在这种饱和电抗器线路中,直流负载电流流过反馈绕组Nf,反馈绕组极性接法在铁心上的布置方式等均与控制绕组Nk相同,至于是正反馈还负反馈,则与控制电流激磁和反馈电流激磁的作用是否相同有关。

图4. 2中反馈回路与负载串联,它是电流反馈。

如果反馈回路与负载并联(即取岀负载上一部分电压经整流后加到反馈绕组Nf上),称为电压反馈,由于反馈作用是通过安匝Nflf的激磁作用来实现的,因此它又是一种磁反馈。

如果将负载电压上取岀部分电压直接反馈到控制回路中去,则称为电反馈。

图4. 2是直流输岀的外反馈饱和电抗器。

如果负载电阻接在整流器交流侧,如图4. 2中虚线所示的RL,称为交流输出的外反馈饱和电抗器。

图工玄帰反期啊利电抗蒂第4. 2节将以图4. 2为例讨论外反馈饱和电抗器的工作原理和特性参数。

4.2外反馈饱和电抗器的参数假设铁心磁特性和整流器都是理想的,根据安匝平衡定律可知,理想的外反馈饱和电抗器必须满足下列关系Z ± T f N f = 7g /V, 如果是正反馈・上式中取“ + ”号,反之取“一”号,下而分析计算时・ 反钮作用。

工作绕组申联时,—»,代入式(4・D 得式中I 血为负载电流◎为了计算方便,引入反馈系数K/,它表示反馈激磁作用的强弱K」 f w €式中,为反馈激磁破场强度.注,也有的文献取K“=H 〃H,・ 当反馈绕组和工作绕组产生的磁逋淡过同一进略时・磁路平均长度相同.7 NJ* N t将式(4.4)代入式(4・2》可得外反锻饱和电抗器的电流放大系数为◊島=】。

外反馈饱和电抗器的安饱故大系数为同理.电压放大系数为tr 9 — — K,K 『 — Kp (4.2>(4. 1) 主要羽虑正 (4.3) —.M与无反溃的饱和电抗器电流放大系数K f 相比较,可得K ; *?K f 关系为K ; 理想外反馈饱和电抗器的电流放大系数比无反债时耍祐反馈越强,匕越大,K ; 也越大.例如・设无反馈饱和电抗器电流放大系数陷=20・若K/-0.8.则外反惯锻和 电抗器的电流放大系数为K ; &1 —° <4. 6)Km KfW _ 1-Ky ~ 1-K; (4.7)(4.8)功率放大系数为(4.9)Kr KE -G_K/)Z - (1-K Z^5自饱和电抗器5.1概述第3章中所述的可控饱和电抗器;当直流控制电流为零时,其铁心在交流激磁作用下处于不饱和状态,饱和角。

这时交流绕组为一个非线性扼流(Choke)线圈,感抗很大,交流绕组电流很小,工作于扼流”状态。

当增加直流控制电流时,铁心受交流和直流激磁的作用,使导通角。

减小,交流绕组感抗减小,电流上升。

随着直流控制电流加大,交流绕组的扼流作用越来越小,直到铁心处于饱和状态,扼流作用也就消失,这类可控饱和电抗器称为扼流式饱和电抗器。

如果在图5. 1(b)可控饱和电抗器中,工作绕组串联一个整流管,则铁心将在直流和半波正弦的激磁作用下工作。

当直流控制电流为零时,在单方向的半波激磁作用下,铁心将处于饱和状态,饱和角a= 0,交流绕组电流很大,因此这种线路称为自饱和(Self-Saturation)电抗器。

靠外加直流控制电流(与交流整流电流的方向相反)作用,使交流绕组导通角。

从零加大,交流绕组电流下降,扼流现象才逐渐呈现出来。

显然, 自饱和电抗器的工作原理与扼流式饱和电抗器完全不同。

本章分析单相自饱和电抗器的线路与工作原理。

先以半波激磁的单铁心可控饱和电抗器为例,说明自饱和电抗器的特点。

为了便于说明其线路原理,假设工作回路和控制回路均由恒流源供电,即工作绕组通过的电流为半波正弦(正半周电流为正弦波,负半周电流为零),控制绕组回路电阻很大,通过的电流为直流。

图汛1 单铁心剋利电抗器(a)梔流理胸电杭丹1 H地嵇电城;«图5. 1(a)为一个扼流饱和电抗器,交流电源电压变化的一周期内,工作绕组有交流电流流通。

第一半周期,称为正半周(设电压u为正),铁心所受到的总激磁安匝为控制回路与工作回路激磁安匝的代数和。

如果绕组连接及直流电源的极性正好在正半周内使hN上与Z 方向相反飲则合成激摩安亚为(5. D 铁启在半周期内磁感应改变於収决于控制绕纽nTwm所承受的电压对时间积分(即所谓伏秒帆分)的总和E令卜由•直中,N为毎个鏡蛆匝数心为毎个绕組上承受的第二个半周称为负嘩周*电源电压为8b这时总的漱穽安匝为<5. 2)可见,在某一个半周内两绕组上承受电压的伏秒积分方向是相同的,而另一个半周则是相反的,这就是为什么这种线路放大系数受限制的原因。

饱和电抗器应满足安匝平衡定律,要提高放大系数,必须提高控制绕组匝数。

同时,不论直流电流为正或负,输岀一输入特性形状相同,并与纵轴对称。

图5. 1(b)所示为(半波)自饱和电抗器。

如果整流管的极性和绕组的接法正好使两回路激磁作用方向相反,则在某个半周内(如负半周),二极管截止工作回路没有电流,铁心只在控制电压作用下去磁,这个半周称为控制半周。

而在另一个半周(即正半周内),工作绕组内有电流流通,铁心又受工作绕组上电压作用而增磁,这个半周称为工作半周。

这样工作回路电流是半波正弦,含有直流分量,因而不仅抵消了控制绕组的直流去磁作用,而且还使铁心反方向磁化,即增磁作用整流二极管实际上不仅在工作绕组内产生直流分量,而且更主要的是改变了铁心的磁化过程,从而改变了饱和电抗器特性。

在工作半周内铁心进入饱和,总激磁安匝为而住控制半周内;整说管截止,铁心仪在控制电圧作用下去厳’脱离帼和状态.敏比较式(5,2)及式(5・4)可见,布负半周期,工作回路内汶冇电涼流通,这屋閨£1 W 线路不同于圈5」⑹的地方*因此*去磁电流仅为控制回路电流它取决于铁心动态磁特性上去磁段片的大小。

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