Навигация
Взаимная индуктивность и магнитный сердечник (К)
21633
знака
7
таблиц
8
изображений
4. Взаимная индуктивность и магнитный сердечник (К)
Формат схем МС:
Атрибут PART: <имя>
Атрибут INDUCTORS: <имя индуктивности>
Атрибут COUPLING: коэффициент связи>
Атрибут MODEL: [имя модели]
Порядок перечисления имен индуктивностей Lyyy, Lzzz ... безразличен, знак взаимной индуктивности определяется положительными направлениями токов индуктивностей относительно начал обмоток. Параметром взаимной индуктивности является коэффициент связи.
На одном сердечнике помещается одна или несколько обмоток с именами Lyyy, Lzzz... Все обмотки имеют одинаковый <коэффициент связи>. Здесь возможны 2 варианта: а) магнитосвязанными могут быть линейные индуктивности (без сердечника); нелинейные индуктивности с нелинейным магнитным сердечником, определяемым параметрами модели CORE.
a) Магнитосвязанные линейные индуктивности.
Коэффициент связи Kij двух обмоток (i, j) определяется выражением:
где Li, Lj — индуктивности обмоток; Mij — их взаимная индуктивность. Напряжение на катушке Li, с учетом взаимной индукции определяется выражением:
,
Где Ii — ток втекающий в вывод (+) обмотки (помечен на схеме точкой). В этом случае при вводе в схему связанных индуктивностей посредством вставки элемента K, в открывающемся окне параметров задается лишь позиционное обозначение сердечника KN, позиционные обозначения всех катушек индуктивности (INDUCTORS) с которыми он связан и коэффициент связи (COUPLING) (см. рис. 4., а). Имя модели сердечника при этом не вводится.
б) Магнитосвязанные катушки с нелинейным магнитным сердечником. При описании каждой обмотки Lyyy..., упомянутой в составе сердечника в позиции INDUCTORS, изменяется смысл параметра <значение>. Т.е. численное значение, задаваемое в позиции VALUE окна параметров катушки индуктивности теперь определяет не индуктивность, а число витков соответствующей обмотки сердечника. В этом случае в позиции MODEL окна параметров сердечника K вводится имя модели нелинейного магнитного сердечника (возможно из открывающегося в этом же окне списка, см. рис. 4., б). Модель магнитного сердечника представляет собой вариант модели Джилса-Атертона, в котором безгистерезисная кривая намагниченности ферромагнетика является гиперболической функцией напряженности магнитного поля H (coth).
а) б)
Рис. 4. Окна задания параметров сердечника: а) — линейного; б— нелинейного
Следовательно, в случае использования нелинейного магнитного сердечника величина, задаваемая в позиции VALUE не может быть выражением, а должна быть целым положительным числом.
Параметры модели магнитного сердечника приведены в табл. 4. В SPICE используется подобная модель для LEVEL=2, с тем лишь отличием, что безгистерезисная кривая имеет другую более простую аналитическую зависимость от напряженности магнитного поля H (см. лекции ММЭ).
Таблица 4. Параметры модели магнитного сердечника
| Обозначение | Параметр | Размерность | Значение по умолчанию |
| AREA | Площадь поперечного сечения магнитопровода | см2 | 1 |
| PATH | Средняя длина магнитной силовой линии | см | 1 |
| GAP | Ширина воздушного зазора | см | 0 |
| MS | Намагниченность насыщения | А/м | 400×103 |
| A | Параметр формы безгистерезисной кривой намагничивания | А/м | 25 |
| С | Постоянная упругого смещения доменных границ | 0,001 | |
| К | Постоянная необратимой деформации доменных стенок | А/м | 25 |
| ALPHA | Параметр эффективности поля | — | 2E-5 |
Основные уравнения для используемого варианта модели Джилса-Аттертона:
N — количество витков выбранной обмотки сердечника
Ma(H) — зависимость безгистерезисной намагниченности от напряженности магнитного поля H (безгистерезисная кривая намагничивания)
H — напряженность магнитного поля
HE — эффективная напряженность магнитного поля
B — магнитная индукция в сердечнике
M — намагниченность ферромагнетика сердечника
I — ток, протекающий через выбранную обмотку сердечника
V — напряжение на клеммах катушки сердечника
Следует отметить что расчеты нелинейных магнитных элементов программе MICROCAP-7 осуществляются не в системе СИ. В программе принята следующая система единиц: намагниченность М — [A/м], магнитная индукция B — [Гаусс], напряженность магнитного поля H — [Эрстед]. Расчеты в программе осуществляются по формулам:
Основное дифференциальное уравнение Джилса-Атертона, связывающее изменение намагниченности с величиной напряженности Н и предысторией системы:
; 
; 
См. пример схему CORE3 из каталога COMPONENTS\PASSIVE COMP и ее анализ.
Похожие работы
... графики переходных процессов, заданных для анализа величин (напряжений в узлах схемы, падений напряжений на двухполюсных элементах, токов в ветвях схемы и т.п.). На рис. 2 показан результат моделирования переходных процессов в пассивной линейной цепи второго порядка, электрическая схема которой приведена в правом окне. Рис. 2 В окно анализа выведены следующие графики: V(1) – импульсный ...
... и аналого-цифровых устройств. Она состоит из нескольких основных модулей и ряда вспомогательных программ. Заметим, что материал данной книги ориентирован на конструкторов, поэтому программа моделирования схем, также входящая в состав пакета, здесь не рассматривается, тем более что она представляет собой абсолютно автономный модуль. Кратко рассмотрим назначение составных частей системы. ...
... более подробные) сведения могут быть получены из встроенной подсказки системы (вызывается клавишей <F1> или через меню ПОМОЩЬ). Какие программы сквозного проектирования радиотехнических устройств вы знаете? Одними из важных средств современной организации труда являются системы автоматизированного проектирования (САПР), ориентированные на подготовку чертежей, составление спецификаций, ...
... один почти неизвестный в России, но достаточно мощный и популярный в мире продукт - Visula компании Zuken. Продукты этой компании обеспечивают сквозной цикл проектирования и предлагают мощные средства моделирования и синтеза программируемой логики с последующей разработкой печатной платы. Здесь имеется стандартный набор инструментария, а также собственные средства авторазмещения и автотрассировки ...
0 комментариев