開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(1)-文庫(kù)吧
2024-12-29 17:05 本頁(yè)面
【正文】 歷史原因的。1900年，國(guó)際電學(xué)家大會(huì)贊同美國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)(AIEE)的提案，決定CGSM制磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位名稱(chēng)為高斯，這實(shí)際上是一場(chǎng)誤會(huì)。AIEE原來(lái)的提案是把高斯作為磁通密度B的單位，由于翻譯成法文時(shí)誤譯為磁場(chǎng)強(qiáng)度，造成了混淆。當(dāng)時(shí)的CGSM制和高斯單位制中真空磁導(dǎo)率μ0是無(wú)量綱的純數(shù)1，所以，真空中的B和H沒(méi)有什么區(qū)別，致使一度B和H都用同一個(gè)單位——高斯。1930年7月，國(guó)際電工委員會(huì)才在廣泛討論的基礎(chǔ)上作出決定：真空磁導(dǎo)率μ0有量綱，B和H性質(zhì)不同，B和D對(duì)應(yīng)，H和E對(duì)應(yīng)，在CGSM單位制中以高斯作為B的單位，以?shī)W斯特作為H的單位。直至1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定：將六個(gè)基本單位為基礎(chǔ)的單位制，即米、千克、秒、安培、開(kāi)爾文和坎德拉，命名為國(guó)際單位制，并以SI(法文Le System International el39。Unites的縮寫(xiě))表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念才基本得到統(tǒng)一。由于歷史的原因，在電磁單位制中還經(jīng)常使用兩種單位制，一種是SI國(guó)際單位制，另一種CGSM（厘米、克、秒）絕對(duì)單位制；兩個(gè)單位的主要區(qū)別是，在CGSM單位制中真空導(dǎo)磁率 μ0=1，在SI單位制中真空導(dǎo)磁率μ0 = 。因此，只需要在CGSM單位制前面乘以一個(gè)系數(shù)。，即可把CGSM單位制轉(zhuǎn)換成SI單位制，一般可寫(xiě)成uu0 或uru0 ，看到這個(gè)符號(hào)即可知道是采用SI單位制；但這里的u或ur一般稱(chēng)為相對(duì)導(dǎo)磁率，是一個(gè)不帶單位的系數(shù)，而u0 則要帶單位。這里還需要強(qiáng)調(diào)指出，用來(lái)代表介質(zhì)屬性的導(dǎo)磁率并不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)非線(xiàn)性函數(shù)，它不但與介質(zhì)以及磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與溫度還有關(guān)。因此，導(dǎo)磁率所定義的并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的系數(shù)，而是人們正在利用它來(lái)掩蓋住人類(lèi)至今還沒(méi)有完全揭示的，磁場(chǎng)強(qiáng)度與電磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的內(nèi)在關(guān)系。不過(guò)為了簡(jiǎn)單，當(dāng)我們對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度與電磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行分析的時(shí)候，還是可以把導(dǎo)磁率當(dāng)成一個(gè)常數(shù)來(lái)看待，或者取它的平均值或有效值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。窗體頂端開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載48）開(kāi)關(guān)變壓器的工作原理星期日, 08/02/2009 20:43 — 陶顯芳211．開(kāi)關(guān)變壓器的工作原理開(kāi)關(guān)變壓器一般都是工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)；當(dāng)輸入電壓為直流脈沖電壓時(shí)，稱(chēng)為單極性脈沖輸入，如單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源；當(dāng)輸入電壓為交流脈沖電壓時(shí)，稱(chēng)為雙極性脈沖輸入，如雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源；因此，開(kāi)關(guān)變壓器也可以稱(chēng)為脈沖變壓器，因?yàn)槠漭斎腚妷菏且恍蛄忻}沖；不過(guò)要真正較量起來(lái)的時(shí)候，開(kāi)關(guān)變壓器與脈沖變壓器在工作原理上還是有區(qū)別的，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)變壓器還分正、反激輸出，這一點(diǎn)后面還將詳細(xì)說(shuō)明。設(shè)開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的截面為S，當(dāng)幅度為U、寬度為τ的矩形脈沖電壓施加到開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈上時(shí)，在開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈中就有勵(lì)磁電流流過(guò)；同時(shí)，在開(kāi)關(guān)變壓器的鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變壓器的鐵芯就會(huì)被磁化，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為H的磁場(chǎng)作用下又會(huì)產(chǎn)生磁通密度為B的磁力線(xiàn)通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通，用“Φ ”表示；磁通密度B或磁通Φ受磁場(chǎng)強(qiáng)度H的作用而發(fā)生變化的過(guò)程，稱(chēng)為磁化過(guò)程。所謂的勵(lì)磁電流，就是讓變壓器鐵芯充磁和消磁的電流。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定理，電感線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)或磁通密度發(fā)生變化時(shí)，將在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：U=NdΦ/dt=NS*dB/dt （24）式中，N為開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)； Φ為變壓器鐵芯的磁通量；B為變壓器鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁通密度平均值。這里引進(jìn)磁通密度平均值的概念，是因?yàn)樽儔浩麒F芯中的磁通并不是均勻分布，磁通密度與鐵芯或鐵芯截面上的磁通實(shí)際分布有關(guān)。因此，在分析諸如變壓器的某些宏觀特性的時(shí)候，有時(shí)需要使用平均值的概念，以便處理問(wèn)題簡(jiǎn)單。從（24）式可知，磁通密度的變化以等速變化進(jìn)行，即：dB/dt=U/NS （25）假定磁通密度的初始值為B(0) = Bo（取t = 0），當(dāng)t 0時(shí)，磁通密度以線(xiàn)性規(guī)律增長(zhǎng)，磁通密度以線(xiàn)性規(guī)律增長(zhǎng)，即：B=B0+U*t/NS （26）當(dāng)t = τ時(shí)，即時(shí)間達(dá)到脈沖的后沿時(shí)，磁通密度達(dá)到最大值Bm = B(τ)。磁通密度增量（磁通密度初始值和最終值之差）?B = B(τ)－B(0) = Bm－Bo 。當(dāng)輸入電壓是一序列單極性矩形脈沖時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在變壓器鐵芯中將產(chǎn)生一個(gè)磁通密度增量與之對(duì)應(yīng)，即：△B=U*τ/NS （27）如果能忽略渦流影響，則磁場(chǎng)強(qiáng)度H的平均值取決于導(dǎo)磁體材料的性質(zhì)。變壓器初級(jí)線(xiàn)圈內(nèi)的磁化電流的增長(zhǎng)與H成正比。在特性曲線(xiàn)的直線(xiàn)段內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁化電流Iμ 和磁通密度B都以線(xiàn)性變化。脈沖電壓作用結(jié)束后( t τ )，變壓器中的磁化電流將按變壓器的輸出電路特性，即電路參數(shù)確定的規(guī)律下降，變壓器鐵芯內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁通密度也相減弱，此時(shí)變壓器線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生反極性電壓，即反電動(dòng)勢(shì)。變壓器的輸出電路特性實(shí)際上就是第一章中已
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