Tecnologia / Guida tecnica
Flusso concatenato e flusso disperso del generatore: definire il riferimento
Il flusso magnetico e il flusso concatenato con l'avvolgimento sono grandezze correlate con riferimenti diversi. La dispersione descrive una porzione di flusso rispetto a un percorso principale o a una relazione di accoppiamento scelti. Non significa che il flusso magnetico scompaia e non equivale automaticamente a una quantità corrispondente di potenza elettrica sprecata.
Una linea di campo deve essere messa in relazione con una superficie, un avvolgimento o un percorso di accoppiamento.
Chiarisci che cosa concatena una grandezza magnetica prima di interpretarne il ruolo in un modello di macchina elettrica.
01 / Definizione del flusso
Una superficie e un orientamento fanno parte della grandezza.
Il flusso magnetico Φ è l'integrale di superficie della densità di flusso magnetico B attraverso una superficie specificata.
Il flusso magnetico Φ è l'integrale superficiale della densità di flusso magnetico B attraverso una superficie specificata. Il flusso si misura in weber, mentre la densità di flusso si misura in tesla. Per un campo uniforme normale a una superficie piana, Φ = BA; cambiando l'angolo del campo cambia la componente normale.
Un campo uniforme ipotetico di 0.2 T attraverso un'area di 0.01 m² perpendicolare al campo dà 0.002 Wb. Questo calcolo isola una definizione di flusso. Non rappresenta un valore di campo, un'area geometrica o una misurazione per alcun generatore MARSTON, e un valore locale del campo, da solo, non determina il flusso concatenato totale di un avvolgimento.
02 / Concatenazione con l'avvolgimento
Le spire non concatenano sempre lo stesso flusso.
Il flusso concatenato λ è la somma dei flussi orientati concatenati con ciascuna spira dell'avvolgimento.
Il flusso concatenato λ somma il flusso orientato concatenato con ciascuna spira dell'avvolgimento. Quando N spire identiche concatenano ciascuna lo stesso Φ, λ = NΦ. Una geometria più complessa richiede i singoli contributi o una descrizione equivalente dell'avvolgimento. Wb-turn è una notazione comune, in cui turn è trattato come un conteggio.
Nell'esempio ipotetico uniforme, 100 spire concatenate allo stesso modo darebbero 0.2 Wb-turn. Posizioni diverse delle spire possono modificare le porzioni concatenate anche quando un valore locale selezionato di B rimane invariato. Ecco perché le dimensioni visibili dell'avvolgimento e una fotografia magnetica esterna non possono fornire un risultato completo del flusso concatenato.
03 / Riferimento per il flusso disperso
Identifica cosa il flusso non condivide.
Il modello magnetico del trasformatore di MathWorks distingue un percorso principale di flusso concatenato dai percorsi di dispersione.
Il modello magnetico del trasformatore di MathWorks distingue un percorso principale accoppiato dai percorsi di dispersione. È un esempio di riferimento per l'accoppiamento incompleto, non una prova della presenza di un trasformatore all'interno di un sistema con generatore eolico. Un contributo di flusso disperso può concatenarsi con l'avvolgimento che lo produce senza condividere il percorso principale selezionato.
In un modello di macchina, i percorsi nelle cave, nelle regioni di estremità o in altre zone locali possono essere rappresentati separatamente dal contributo utile al traferro. La scomposizione esatta dipende dal modello. Il termine dispersione è incompleto se non identifica l'avvolgimento, la regione o l'interazione mutua rispetto a cui quel percorso viene classificato.
04 / effetto induttivo
Un contributo reattivo può esistere senza un riscaldamento equivalente.
Un percorso del flusso disperso può contribuire all'induttanza dell'avvolgimento.
Un percorso di flusso disperso può contribuire all'induttanza dell'avvolgimento. In una rappresentazione a parametri concentrati, lineare e costante, la variazione del suo flusso concatenato contribuisce a una tensione induttiva associata alla variazione di corrente. Tale termine influenza il comportamento elettrico, anche se un'induttanza ideale immagazzina e restituisce energia anziché dissiparla continuamente.
Le regioni magnetiche reali possono anche presentare perdite resistive, per correnti parassite o per isteresi, ma queste richiedono meccanismi e termini di modello propri. Trattare ogni weber di flusso disperso come un watt perso significherebbe confondere una grandezza magnetica con una grandezza di potenza e omettere la relazione energetica dipendente dal tempo.
05 / Grandezze accoppiate
Il flusso autoconcatenato e quello mutuamente concatenato descrivono interazioni diverse.
In un modello lineare reciproco a due avvolgimenti, l'autoinduttanza descrive la risposta del flusso concatenato di un avvolgimento alla propria corrente, mentre la mutua induttanza descrive la risposta alla corrente dell'altro avvolgimento.
In un modello lineare reciproco a due avvolgimenti, l'autoinduttanza descrive la risposta del flusso concatenato con un avvolgimento alla corrente che lo percorre, mentre la mutua induttanza descrive la risposta alla corrente dell'altro avvolgimento. L'orientamento determina il segno del termine mutuo. Un contributo mutuo ridotto non equivale a eliminare ogni campo concatenato con l'avvolgimento che lo genera.
La pagina guida alle armoniche spaziali spiega la ponderazione geometrica tra diverse componenti del campo. Il guida alla reazione d'indotto riguarda i campi degli avvolgimenti sotto carico. Nel loro insieme, queste distinzioni spiegano perché il flusso principale, il flusso concatenato totale e una mappa locale del campo non sono misure intercambiabili.
06 / Limiti di lettura.
Una scomposizione di riferimento non è un valore nominale del flusso disperso di un prodotto.
Una descrizione ingegneristica dovrebbe mantenere la superficie considerata, l'orientamento dell'avvolgimento, le spire concatenate e la definizione del percorso principale.
Una descrizione ingegneristica dovrebbe conservare la superficie di riferimento, l'orientamento dell'avvolgimento, le spire concatenate e la definizione del percorso principale. Se due modelli suddividono diversamente i contributi del flusso principale e di dispersione, confronta il flusso concatenato complessivo o la risposta ai morsetti prima di considerare contraddittorie le singole etichette.
L'architettura confermata a magneti permanenti e ad azionamento diretto di FD14-50KW non stabilisce alcun coefficiente di dispersione, valore di induttanza o distribuzione del campo. Questa guida fornisce concetti di riferimento magnetici, anziché una dichiarazione di riduzione delle perdite o una procedura di misurazione del campo. Dalla conferma relativa a 50 kW non si deducono le altre attuali architetture dei generatori MARSTON.
Guide tecniche correlate: Armoniche spaziali dell'avvolgimento: posizione, moto e frequenza temporale · Reazione d'indotto del generatore: come la corrente di carico modifica il campo · Energia magnetica e coenergia: variabili mantenute fisse nel calcolo della coppia.
Informazioni generali: MathWorks: Percorsi magnetici principali e di dispersione · OpenStax: flusso magnetico e riferimento dell'avvolgimento. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Densità di flusso | B in T | Campo vettoriale locale, non flusso diviso per il numero di spire. |
| Flusso | Φ in Wb | Superficie e orientamento della normale dichiarati. |
| Concatenamento | λ = somma dei flussi concatenati con le spire | λ = NΦ solo per spire concatenate allo stesso modo. |
| Dispersione | Flusso al di fuori del percorso condiviso selezionato | Avvolgimento o interazione di riferimento identificati. |
| Distinzione relativa alla potenza | Grandezza magnetica rispetto ai watt | L'accoppiamento incompleto da solo non è sufficiente per un calcolo del riscaldamento. |
Domande ingegneristiche.
Il flusso disperso scompare?
No. Segue un percorso magnetico al di fuori del riferimento di accoppiamento principale selezionato.
Il flusso concatenato è sempre pari a N volte un singolo flusso locale?
Solo quando ogni spira concatena lo stesso flusso orientato.
Il flusso disperso può contribuire all’induttanza?
Sì. Un percorso di flusso disperso concatenato con lo stesso avvolgimento può contribuire a un termine induttivo.
L'induttanza di dispersione è essa stessa un resistore che genera calore?
No. Il suo modello ideale immagazzina energia; la dissipazione richiede meccanismi di perdita separati.
L'esempio del trasformatore conferma l'esistenza di un trasformatore MARSTON?
No. Illustra la distinzione di riferimento senza affermare una topologia del prodotto.
Una fotografia può stabilire un coefficiente di dispersione?
No. Sarebbero necessari un modello magnetico definito e riscontri pertinenti.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
Il flusso magnetico e il flusso concatenato con l'avvolgimento sono grandezze correlate con riferimenti diversi. Condividi il modello e le informazioni operative o progettuali applicabili per una discussione tecnica.