2014-02-09
391
Магнитные усилители (МУ).
Электрические реакторы.
5.1. Электрические реакторы.
Наряду с трансформаторами к электромагнитным устройствам электропитания относятся электрические реакторы (ЭР), которые являются накопителями электрической энергии магнитного поля.
Согласно ГОСТ 18624-73 электрическим реактором называется индуктивная катушка, предназначенная для использования в силовой электрической цепи. Реактор состоит из двух конструктивных элементов: магнитопровода и обмотки, включаемой в электрическую цепь последовательно нагрузке. Функции реактора может выполнять двухобмоточный трансформатор, одна из обмоток которого включается в силовую цепь, а вторая остается разомкнутой.
Кривые намагничивания магнитопровода при двух значениях воздушного зазора
Рабочей характеристикой реакторов служит вебер–амперная характеристика, которая в представляет зависимость максимального магнитного потока в сердечнике реактора Фm [Вб] от действующего значения тока в обмотке. Вебер-амперная характеристика используется при классификации реакторов. Реактором с линейной характеристикой называется реактор, вебер–амперная характеристика которого линейна при токах до значений, во много раз превышающих номинальное. Согласно закону Ома для магнитной цепи
|
|
|
,
где Im – максимальное значение тока в рабочей обмотке; W- число витков; l и S – длина и площадь поперечного сечения магнитопровода; m- абсолютная магнитная проницаемость материала магнитопровода.
Для того чтобы при токах Ip много превышающих номинальное значение Ip ном, величина потока Фm не выходила за пределы линейного участка вебер-амперной характеристики, необходимо иметь магнитопровод с большим сопротивлением магнитной цепи. Большую величину сопротивления имеет магнитопровод с воздушным зазором:
при mf>>m0,
где m0 и d - магнитная проницаемость и длина воздушного участка; mf и l – магнитная проницаемость и длина ферромагнитного участка.
Насыщающимся ректором называется реактор с нелинейной вебер-амперной характеристикой, нелинейность которой на участке между линейной частью и областью насыщения связана с изменением величины потокосцепления рабочей обмотки. В пределах нелинейного участка вебер-амперной характеристики можно изменять величину сопротивления рабочей обмотки переменному току (
):
.
Существует связь между током в обмотке (I) и напряженностью сцепленного с ней магнитного поля 
, а также между магнитным потоком и индукцией магнитного поля 
. Поэтому вебер-амперная характеристика реактора, построенная в координатах 
совпадает с кривой намагничивания материала магнитопровода, построенной в координатах (H,B).
|
|
|
Электродвижущая сила, индуктируемая в рабочей обмотке реактора пропорциональна скорости изменения магнитного потока 
, сцепленного с обмоткой и скорости изменения протекающего по обмотке тока:
или 
,
где 
- динамическая магнитная проницаемость материала магнитопровода реактора.
Величина динамической магнитной проницаемости 
на нелинейном участке при увеличении тока в рабочей обмотке (напряженности магнитного поля H) уменьшается до нуля (в области насыщения). Изменяется также величина сопротивления переменному току рабочей обмотки: от 
при m=max до Xmin»0 при mД »0. Ток нагрузки, которая включена в цепь последовательно с рабочей обмоткой реактора, изменяется от 
до 
при XP=0.
