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 hịa. Sự biến đổi khác nhau vềđơmen từ trong q 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 từđều biểu hiện tính từdư [65]. Tức là sau khi được từ hóa, nếu ngắt từtrường ngồi (H = 0) thì sắt từ vẫn cịn giữđược từtính có độ từdư Br như trên Hình 2.4. Đường nét đứt mơ 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 từdùng để chế tạo mạch từ, là quan hệ giữa từ thơng móc vịng trên dây quấn với dịng điện. Đặc tính từ của cuộn kháng điện có thểlà đặc tính tuyến tính như mơ tả trên Hình 2.5a, đặc tính phi tuyến như Hình 2.5b hay đặc tính bão hịa như Hình 2.5c [16].
Để có đặc tính tuyến tính như trên Hình 2.5a thì cuộn kháng này khơng sử dụng vật liệu sắt từ và có giá trị điện kháng khơng đổi, coi là hằng số khi có sai số trong giới hạn cho phép của giá trịđiện 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 khơ lõi khơng 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 hịa 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 kếđểcó điện kháng thay đổi theo điện áp hay dịng điện khi
hoạt động, như cuộn kháng mắc nối tiếp trên đường dây đểđiều chỉnh dịng cơng suất qua các nhánh [69], thơng qua việc thay đổi điện kháng có thểthay đổi được tổng trở
Hình 2.6 Thơng 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 từdùng để chế tạo mạch từ. Khi làm việc ở vùng tuyến tính này điện kháng có giá trị
khơng đổi. Các thơng số của đặc tính phi tuyến được mơ 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 hịa. Góc α1 và α2 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. Thơng thường, vai trị 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 thơng 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 trịđiện áp định mức thì tiết diện mạch từ cần lớn hơn hay thể tích khe hở lớn hơn để tránh bão hịa mạch từ. Đặc tính tuyến tính của cuộn kháng điện cũng có thể mơ tảqua đặc tính quan hệ giữa điện áp và dòng