在磁元件开关电路中,饱和电抗器实际上是一个磁化伏秒值不变钩汗关器件.在分析它的瞬态工作波形时,可以把它分成线性 磁化和饱和磁化两个阶段,在电压的每个半周期巾,饱和磁化段的阻扰性质基木上是电抗性的,而在线性磁化段,它的阻抗性质则主要表现为电阻性的。
下面分别讨论一下这两个阶段的情况。 两种理想的滋性材料磁特性和电路特性的比较。在丹东变压器,所用的饱和电流器从材料特性来看是非线性的,而所用的线 性电杭器从材料待性米看是线性的: 当外施正孩波电压加到这两种材料的线圈两端时,它们的电压和电流关系分别表示在表中。
显然,两种材料构成的电扰器,在线性滋化阶段具有完全不同阻抗性质。由非线性材料构成的电抗器,其端电压和流过线圈的电流在相位上基本相同.这种材料 在磁化过程中要消耗一定的能量.其大小与付料的一万特性曲线所包国的面积成正比。从物理概念上看,这种能量消耗在铁 心材料畴壁”的不可逆运动是由许多维独的、各种方间的,完全磁化的小区域所构成,它们的平均滋场为零,这些完全磁化的 小区域之中,当磁动势降到零时,因为没有能量使磁畴”再称动,徽通将不再友生变化.并停留在剩磁状态,所以说,这种材 料在磁化过程中是不贮存能量的。在不考虑漏磁电抗的情况下.其阻扰性质是电阻性的用理想的线性材料构成电抗器时,其端电压与线圈电流之间相位差为等量, 之间全部返回电源,时这种材料来说,它没其阻抗性质是电抗性的。
但是,当外施电压可以使由非线性材料构成的电扰器进入饱和状态时,此时铁心的磁化状态就与线性磁化段完全不同了.从物 理概念上讲铁心达到饱和磁化点,意味着磁畴由一个方向转到另一个方向的过程己经完成,几整齐地排列在与磁场平行的方 向上。此时铁心的导磁系数环接近于空气导滋系数拼。,整个铁心线圈类似一个空心线圈.电扰器中的磁通主要以漏磁形式表 现出来.漏磁通虽、线圈电流似及漏磁通感应电势的关系. 导磁率高、磁滞和涡流损耗小、饱和磁感应强度数值大、饱和特性明显的磁性材料,正是制作丹东变压器的理想材料,例如 电工钢材料,它具有图2.5(a)所示的磁滞回线。下面就分析一下饱和电抗器处在饱和工作状态状的瞬态工作波形. 但是,由于铁心和空气隙的导磁率不同,所以空气隙中产生滋感应强度B 。所需要的磁场强度与铁心中产生同样大小的磁感应 强度Bl 所需要的磁场强度是不等的。因为铁心导磁率。 怨远大于空气导磁率补。也就是说,为了在空气隙中获得与铁心中相同的磁感应强度,单位长度的空气隙所需要的磁动势比单位长度铁心所需 要的磁动势大得很多。分别代表空气凉长度和磁场强度,分别代表铁心的平均磁路长度和磁场强度,这时外加总磁动势为: 显然,如果要在铁心中获得同祥的磁场弧度.那么带有空气隙的铁心所需要的外加磁动势要比没有空气隙的铁心所需的磁动势 大得多。