личину S-w, а отрезок, отсекаемый прямой на оси Ят, -величину Но (рнс. 2.65). Величины Но и Sw зависят от амплитуды переключающего поля. Как видно из рис. 2.65, в слабых полях Я01 меньше, а Sioi больше, чем соответственно Н02 и Su,2 в сильных переключающих полях. Например, для сердечника типа 0,7ВТ при работе в диапазоне сильных полей:

Sw2

0,5 • 10~ Э. С = 4 • 10~ Кл/м; Яо2=1.63 Э = 130 А/м,

& в области слабых полей: = 0,8

10" Э. с =

= 6,4-10" Кл/м; Яо,=0,88 Э = 70 А/м.

Для современных ферритов при Нт ~ 5Яо:

= (0,5 2) мкс,

Sw, = (0,3 н- 0,5) мкКл/см,

= (0,6 1) мкКл/см.

0.5-

t„(MKC)

"01

Рис. 2.65

Из экспериментальных исследований известно, что HqIHc та та (1,5-6), причем это отношение меньше при больших Hq.

Заметим, что ф-ла (2.196), устанавливающая связь между длительностью переключения сердечника tu и амплитудой намагничивающего поля Нт, справедлива в том случае, если намагничивающий ток [и соответственно 7/(t)] является прямоугольным импуль-сом. в более общем случае следует воспользоваться основным уравнением, описывающим динамику перемагничивания:

йВ dt

= г{В)[Н~Но],

(2.197)

где Я =1= Я(/)-переключающее поле, (B) - коэффициент, зависящий от параметров и свойств материала сердечника.

Из (2.197) получаем dB/r{B) = (H - Hq) dt; проинтегрируем последнее выражение в пределах времени переключения п:

dB г (В)

Интеграл в правой части ф-лы (2.198) является коэффициентом переключения при произвольном поле H{t):

{H-Ho)dt = S. (2.199)

Если H(t) = Ято -прямоугольный импульс, то из (2.199) следует равенство (2.196). Так как [см. ф-лу (2.187)] H = wl/t, то

<s - J=-

- I

(1 - /о) dt (2.200)

(lo = HqI/w - ток, соответствующий полю старта Но), т. е. коэффициент Sw пропорционален тому избыточному заряду

Q=j{I-Io)dt, (2.201)

который вызывает перемагничивание сердечника.

Наоборот, заряд, переключающий сердечник, пропорционален

Q = lSJw. (2.202)

При непрямоугольной форме импульса Н (t), как это следует из (2.199), ф-ла (2.196) остается справедливой, если вместо Н в нее подставить среднее значение Н за время переключения сердечника.

Если входной переключающий импульс тока (или напряженности поля) имеет конечную длительность фронта tф, то длительность перемагничивания не больше At = tф-\- t.

При перемагничивании сердечника в его магнитопроводе имеет место рассеивание энергии, обусловленное вихревыми токами и явлением гистерезиса; это приводит к noiBbmeHnro температуры сердечника. При большой скорости и высокой частоте перемагничивания рассеиваемая мощность и разогрев сердечника оказываются значительными, в результате чего существенно изменяются его магнитные свойства. Разогрев сердечника, а следовательно, и допустимое значение рассеиваемой мощности определяются не только условиями перемагничивания, но и условиями охлаждения.

При расчете переключающих устройств на магнитных сердечниках следует брать параметры последних, соответствующие максимальной рабочей температуре.

Эквивалентная схема сердечника с ППГ при перемагничивании его импульсом постоянного тока. В соответствии с основным уравнением динамики перемагничивания (2.197) величину г (В) можно трактовать как удельное динамическое сопротивление сердечника в процессе переключения.

Действительно, dBjut пропорционально напряжению на обмотке сердечника, {H - Hq) пропорционально перемагничивающему току, а г{В) является отношением этих двух величин.

Если, как отмечалось выше, аппроксимировать B(t) в процессе перемагничивания отрезками прямой, то dB/dt будет постоянной, что эквивалентно замене г (В) некоторой постоянной Гср, равной среднему значению г(В) за время перемагничивания.

Перепишем ф-лу (2.197) в виде dB = г{В) (Н - Ho)dt и проинтегрируем ее в пределах времени переключения:

dB= j г (В) (Я - Но) dt Гер J - о) dt.

с учетом ф-лы (2.199) перепишем последнее равенство следующим образом: Бе -{- « cpSг«, откуда

cp-4-f. (2.203)

Таким образом, среднее удельное сопротивление можно найти по известным параметрам материала сердечника. Величина Гср определяет усредненное значение dB/dt (при данном Н):

(47)ер=ср(-о). (2.204)

Теперь установим связь между амплитудой перемагничиваю-щего импульса тока / и средним значением напряжения на обмотке сердечника в процессе переключения:

U=wS (4f = wSrp (Н - Яо) = wSrp (/ - /о). (2.205) Отношение

U/{I-Io) = R (2.206)

называют эквивалентным сопротивлением сердечника; если С/ и / - напряжение и ток во входной обмотке, то Rw - входное сопротивление сердечника.

Согласно (2.205) среднее значение входного сопротивления

RSwhcpIt

или с учетом ф-лы (2.203)

/?. = . (2.207)

Если вместо Гср использовать максимальное значение Гмакс, то максимальное входное сопротивление сердечника

Rw макс - SwhUl. (2.208)

Таким образом, в процессе перемагничивания импульсом тока сердечник можно представить эквивалентной схемой, содержащей

7 Зак, 561 193