Влияние воздушного зазора в магнитопроводе на электромагнитное состояние дросселя

 

Воздушный зазор часто возникает из-за технологических причин (при сборке пакетов магнитопроводов дросселей, трансформаторов и т.п.). В ряде устройств воздушный зазор необходим по принципу действия, например в электрических машинах, электромагнитных реле и т.п.

При наличии зазора (немагнитного участка) возрастает магнитное сопротивление магнитопровода. Амплитудное же значение магнитного потока при неизменной амплитуде напряжения остается неизменной, т.е.

Запишем уравнения по закону полного тока для магнитных цепей с зазором и без зазора.

1)

2) .

Будем считать, что l@l¹.

Рис. 48

Т.о. магнитодвижущая сила wi_ЭК преодолевает магнитное сопротивление магнитопровода и возбуждает в нем магнитный поток Ф_m. При введении зазора для возбуждения того же потока необходима большая м.д.с wi^*_ЭК.

Рис. 49

Уравнение (2) для действующих значений токов запишется в виде:

Это уравнение можно иллюстрировать векторной диаграммой (рис. 49).

Рис. 50

Из векторной диаграммы следует, что в катушке с зазором увеличивается ток I^*_ЭК и возрастает угол сдвига j^*_ЭК фазы тока по отношению к напряжению на катушке. (сosj^*_ЭК - уменьшается).

В соответствии с диаграммой намагничивающая обмотка с зазором в магнитопроводе может быть заменена схемой замещения (рис. 50), в которой добавлен индуктивный элемент X_В, учитывающий увеличение тока при наличии зазора.