МЭЭУ

Магнитные элементы электронных устройств

Лектор: к.т.н., доц. Амелин С.А.
Программа курса
5 семестр
  • Электромагнетизм. Основные магнитные величины и единицы измерения. Магнитные свойства веществ. Парамагнетики. Диамагнетики. Ферромагнетики.
  • Статические параметры ферромагнетиков. Динамические характеристики ферромагнетиков. Быстрое и медленное перемагничивание.
  • Статические и динамические потери в ферромагнетике при перемагничивании. Потери на вихревые токи. Суммарные потери при перемагничивании. Аппроксимация кривых намагничивания и петли гистерезиса.
  • Классификация магнитных материалов. Электротехнические стали. Пермаллой, пермедюры. Аморфные магнитные материалы. Ферриты. Магнитодиэлектрики. Сердечники электромагнитных устройств. Стандартизированные ряды магнитных сердечников.
  • Оценка влияния воздушного зазора на характеристики сердечников электромагнитных устройств. Связь между электрическими и магнитными величинами для сердечников с обмотками.
  • Электрическая модель сердечника с обмотками. Эквивалентная схема замещения. Основные элементы модели. Модель Джилса-Атертона магнитного сердечника. Моделирование сердечников с обмотками.
  • Режимы работы трансформатора в узлах промышленной электроники. Однотактный и двухтактный режим работы импульсного трансформатора, их имитационное моделирование с помощью Micro-CAP 9. Сравнительная оценка. Контрольная работа по материалам 1-6 лекций.
  • Анализ трансформатора с двухтактным режимом работы. Физические процессы, основные соотношения.
  • Потери мощности в элементах конструкции трансформатора. Предельная мощность, передаваемая трансформатором. Оптимальный режим перемагничивания сердечника трансформатора.
  • Анализ переходных процессов в импульсных трансформаторах. Искажение фронта выходного импульса. Искажение вершины импульса. «Сшивание» быстрых и медленных стадий передачи импульсного сигнала.
  • Анализ трансформатора с однотактным режимом работы. Процессы при намагничивании сердечника последовательностью импульсов и их моделирование. Физические процессы, схемы замещения, основные соотношения.
  • Методика электрического и конструктивного расчета трансформатора с двухтактным режимом работы. Основные соотношения в трансформаторе. Границы применимости методики. Контрольная работа по материалам 8–11 лекций.
  • Процессы восстановления трансформатора однотактного режима работы. Анализ цепей восстановления. Резисторная, стабилитронная и трансформаторная цепи восстановления. Моделирование однотактных устройств с перечисленными цепями восстановления. Сравнительная оценка.
  • Анализ и моделирование работы трансформаторного датчика тока. Схема замещения, основные параметры. Погрешность измерительных трансформаторов тока. Особенности измерения несимметричных импульсов.
  • Магнитные накопители энергии. Основные параметры дросселей. Индуктивность дросселей. Способы увеличения добротности. Критерии подобия дросселей.
  • Критерии выбора магнитного материала для получения минимального объема электромагнитных элементов. Обоснованный выбор материала для сердечников трансформаторов и реакторов.
  • Принцип работы и анализ магнитных усилителей. Разновидности магнитных усилителей.
  • Нелинейные магнитные элементы. Магнитные параметрические стабилизаторы напряжения. Феррорезонансные ячейки. Магнитные формирователи импульсов.