từ trong vách Bloch giữa hai đômen
Hình 2.4 Đường cong từ hóa và chu trình từ trễ của vật liệu sắt từ [68]
hướng hoàn toàn song song và cùng chiều với từ trường từ hóa, lúc này từ độ của mẫu đạt tới giá trị bão hòa. Sự biến đổi khác nhau về đômen từ trong quá trình từ hóa tạo nên các cơ chế từ hóa và các tính chất từ khác nhau của mỗi loại vật liệu sắt từ.
Ở tất cả các chất sắt từ đều biểu hiện tính từ dư [65]. Tức là sau khi được từ hóa, nếu ngắt từ trường ngoài (H = 0) thì sắt từ vẫn còn giữ được từ tính có độ từ dư Br như trên Hình 2.4. Đường nét đứt mô tả vòng từ trễ của vật liệu sắt từ.
2.3.2 Đặc tính tuyến tính
Đặc tính từ của cuộn kháng điện phụ thuộc vào vật liệu điện từ dùng để chế tạo mạch từ, là quan hệ giữa từ thông móc vòng trên dây quấn với dòng điện. Đặc tính từ của cuộn kháng điện có thể là đặc tính tuyến tính như mô tả trên Hình 2.5a, đặc tính phi tuyến như Hình 2.5b hay đặc tính bão hòa như Hình 2.5c [16].
Để có đặc tính tuyến tính như trên Hình 2.5a thì cuộn kháng này không sử dụng vật liệu sắt từ và có giá trị điện kháng không đổi, coi là hằng số khi có sai số trong giới hạn cho phép của giá trị điện kháng được quy định cụ thể trong tiêu chuẩn IEC 60076-6 [16], nằm trong khoảng ±5% giá trị điện kháng tại điện áp định mức. Cuộn kháng này thường là cuộn kháng khô lõi không khí mắc nối tiếp trên lưới điện để hạn chế dòng điện ngắn mạch. Cuộn
kháng có đặc tính phi tuyến và đặc tính bão hòa như trên Hình 2.5b và Hình 2.5c đều có cấu trúc mạch từ làm bằng vật liệu sắt từ. Với cuộn kháng có đặc tính như Hình 2.5c là cuộn kháng bão hòa, cuộn kháng này được thiết kế để có điện kháng thay đổi theo điện áp hay dòng điện khi
hoạt động, như cuộn kháng mắc nối tiếp trên đường dây để điều chỉnh dòng công suất qua các nhánh [69], thông qua việc thay đổi điện kháng có thể thay đổi được tổng trở
Hình 2.6 Thông số trên đặc tính phi tuyến [16]
(a) (b) (c)
của đường dây. Cuộn kháng có dạng đặc tính phi tuyến như Hình 2.5b có đoạn đặc tính tuyến tính phụ thuộc vào vật liệu điện từ dùng để chế tạo mạch từ. Khi làm việc ở vùng tuyến tính này điện kháng có giá trị
không đổi. Các thông số của đặc tính phi tuyến được mô tả trên Hình 2.6, đường thẳng a tiếp tuyến với đoạn tuyến tính của đường cong từ hóa cắt đường thẳng b là đường tiếp tuyến với đoạn bão hòa tại điểm k, gọi là điểm bão hòa. Góc 1 và 2 tương ứng là góc dốc của đoạn đặc tính tuyến tính và đoạn đặc tính bão hòa. Các CKBN dùng
trong lưới điện cao áp và siêu cao áp có dạng đặc tính này, làm việc ở vùng tuyến tính nên là cuộn kháng tuyến tính. Thông thường, vai trò của CKBN trên lưới điện cao áp và siêu cao áp để tránh quá áp gây ra bởi dung dẫn đường dây khi không tải hoặc tải nhỏ, do đó cần tính chọn thông số cuộn kháng đảm bảo vùng làm việc tuyến tính ở giá trị điện áp lớn nhất của lưới điện. Giá trị điện áp đảm bảo cho cuộn kháng làm việc ở vùng tuyến tính càng cao hơn so với giá trị điện áp định mức thì tiết diện mạch từ cần lớn hơn hay thể tích khe hở lớn hơn để tránh bão hòa mạch từ. Đặc tính tuyến tính của cuộn kháng điện cũng có thể mô tả qua đặc tính quan hệ giữa điện áp và dòng