本博文用于記錄磁路轉(zhuǎn)換為電路的公式適用情況及原理分析,以后深入使用提供理論基礎(chǔ)。
電路對(duì)偶變換:簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是串聯(lián)變并聯(lián),電阻變電導(dǎo),KCL變KVL,電壓源變電流源。..常用于電路等效變換中。下面以一個(gè)變換實(shí)例說(shuō)明上面變換過(guò)程。
1、
來(lái)源于法拉第電磁感應(yīng)定律,它的積分形式就是伏秒平衡公式。本意是感應(yīng)電壓等于磁通的變化率。在變壓器中,如果磁通是正弦變化的,那么感應(yīng)電壓也是正弦變化的。在穩(wěn)態(tài)時(shí),磁通取有效值,那么感應(yīng)電壓也取有效值。因此,第一個(gè)公式是法拉第電磁感應(yīng)的特殊應(yīng)用的形式。
對(duì)于正弦波,d/dt微分可以用jw代替。
2、
該公式為磁路歐姆定律,磁勢(shì)為F=NI,磁阻為Rm=le/uA,該公式在磁回路中通用。
3、
意義為:加在電感兩端的電壓增加量與電流增加量之間的關(guān)系。該公式常常用來(lái)分析電感電流的變化與電壓之間的關(guān)系。
另外一種計(jì)算方法是用磁路,電路等效模型來(lái)計(jì)算,電路開路對(duì)應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)短路,電路短路對(duì)應(yīng)于磁動(dòng)勢(shì)開路。這種等效分析方式的優(yōu)點(diǎn)是:分析過(guò)程簡(jiǎn)單,且結(jié)果不含有磁通。下面以一個(gè)使用兩種計(jì)算方法為例,體會(huì)一下計(jì)算結(jié)果的差異。
例:圖2a為一個(gè)雙繞組多磁路結(jié)構(gòu)。設(shè)柱1的截面積為Ae1,氣隙長(zhǎng)度為le1,柱3的截面積為Ae3,氣隙長(zhǎng)度為le3,中柱沒(méi)有氣隙。柱2的副邊繞組匝數(shù)為N2,柱1的原邊繞組匝數(shù)為N1。忽略磁芯的磁阻。請(qǐng)寫出與該磁路等效的變壓器等效電路(如圖2b)的各個(gè)參數(shù),即變壓器的激磁電感Lm,漏感Lk和變比n。
解法一:
根據(jù)端口等效的原理,分別對(duì)兩個(gè)電路列回路方程和節(jié)點(diǎn)方程:
解得:
解法二:
分別計(jì)算磁路和電路模型,雙端口分別開路短路的等效電路。
然后,分四種情況,分別計(jì)算端口在不同情況下的磁通量,再根據(jù)電感的定義,計(jì)算等效電感。
原邊繞組激磁,副邊繞組開路時(shí)等效電路如下:
原邊繞組激磁,副邊繞組短路路時(shí)等效電路如下:
副邊繞組激磁,原邊繞組開路路時(shí)等效電路如下:
副邊繞組激磁,原邊繞組短路路時(shí)等效電路如下:
聯(lián)立解得:
通過(guò)對(duì)比,解法一與解法二的結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn):
1、解法二結(jié)果不含有磁通,解法一中的磁通應(yīng)該是電路一個(gè)周期里面,磁通的有效值吧
2、解法二變比,不等于匝數(shù)比
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