理论教育 互感去耦的等效电路优化

互感去耦的等效电路优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7-10异侧并联互感线圈的去耦等效异侧并联互感线圈;去耦等效根据KVL 可以得到异侧并联电路的方程为由于i=i1+i2,联立求解得到端口电压u 和端口电流i的关系,即根据上述方程可以得到去耦后的无互感等效电路,如图7-10所示,其等效电感为3.T 形连接耦合电感的去耦等效如果耦合电感的2 条支路各有一端与第3 条支路形成一个仅含3 条支路的共同结点,则称为耦合电感的T 形连接。

互感去耦的等效电路优化

含有耦合的电感在特定的连接方式下可以通过去耦等效进行化简,去耦等效的方法需要根据耦合电感的连接方式来定,耦合电感的连接方式有顺向串联、反向串联、同侧并联、异侧并联、同名端为共端的T 形连接和异名端为共端的T 形连接。

1.串联耦合电感的去耦等效

1)顺向(接)串联

图7-7(a)所示电路为耦合电感的串联电路,电流都是从互感线圈的同名端流入,它们产生的磁场是相互增强的,称为顺向串联。

图7-7 顺向串联互感线圈的去耦等效

(a)顺向串联互感线圈;(b)去耦等效

按图7-7(a)示电压、电流的参考方向,KVL 方程为

根据式(7-4)可以得到图7-5(b)所示的去耦后的无互感等效电路,其等效电感为

2)反向(接)串联

图7-8(a)所示的耦合电感的串联电路,电流从一个互感线圈的同名端流入,从另一个互感线圈的同名端流出,它们产生的磁场是相互削弱的,称为反向串联。

图7-8 反向串联互感线圈的去耦等效

(a)反向串联互感线圈;(b)去耦等效

按图7-8(a)所示电压、电流的参考方向,KVL 方程为

根据式(7-5)可以给出图7-8(b)所示去耦后的无互感等效电路。等效电路的参数为

互感线圈串联后的等效电路仍呈感性,即

可以推出,即互感系数不大于两个自感系数的算术平均值。

另外,测量互感系数的方法:把两互感线圈顺接一次,得到等效电感L,然后再反接一次,得到等效电感L,其互感系数为

2.并联耦合电感的去耦等效

1)同侧并联

图7-9(a)为耦合电感的并联电路,其同名端连接在同一个结点上,称为同侧并联。根据KVL 可以得到同侧并联电路的方程为

由于i=i1+i2,联立求解得到端口电压u 和端口电流i的关系为

图7-9 同侧并联互感线圈的去耦等效

(a)同侧并联互感线圈;(b)去耦等效

根据上述方程可以得到去耦后的无互感等效电路,如图7-9(b)所示,其等效电感为

2)异侧并联(www.daowen.com)

在图7-10(a)中,耦合电感的异名端连接在同一个结点上,称为异侧并联。

图7-10 异侧并联互感线圈的去耦等效

(a)异侧并联互感线圈;(b)去耦等效

根据KVL 可以得到异侧并联电路的方程为

由于i=i1+i2,联立求解得到端口电压u 和端口电流i的关系,即

根据上述方程可以得到去耦后的无互感等效电路,如图7-10(b)所示,其等效电感为

3.T 形连接耦合电感的去耦等效

如果耦合电感的2 条支路各有一端与第3 条支路形成一个仅含3 条支路的共同结点,则称为耦合电感的T 形连接。显然耦合电感的并联也属于T 形连接。

1)同名端为共端的T 形连接

图7-11(a)所示电路为同名端为共端的T 形连接。

图7-11 同名端为共端互感线圈的去耦等效

(a)同名端为共端互感线圈;(b)去耦等效

根据图7-11(a)中所标电压、电流的参考方向可得

根据式(7-6)和式(7-7)可得到去耦后的无互感等效电路,如图7-11(b)所示。

2)异名端为共端的T 形连接

图7-12(a)所示的电路为异名端为共端的T 形连接。

图7-12 异名端为共端互感线圈的去耦等效

(a)异名端为共端互感线圈;(b)去耦等效

根据图7-12(a)所标电压、电流的参考方向得

根据式(7-8)和式(7-9)可以得到去耦后的无互感等效电路,如图7-12(b)所示。

4.受控源等效电路

如图7-13(a)所示电路,列写两个线圈的端口电压u 和端口电流i 方程为

图7-13 互感线圈的受控源去耦等效

(a)互感线圈;(b)受控源去耦等效

其中,式(7-10)中的项可以看作是由电流i2控制的电压源,式(7-11)中的项可以看作是由电流i1控制的电压源,因此其去耦后的无互感等效电路为图7-13(b)所示。

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