iomeldar (1021896), страница 111
Текст из файла (страница 111)
Пусть характеристика двух других нелинейных конденсаторов ука(нк) йелннейная (рис. 19 24, б). При соответствующем подборе емкости С и характеристик дк(и„) действие синусондального напряжения н,=-(1, з1пюг вызовет напряжение и, тройной частоты. Действительно, для мгковейных значений напряжений (Рис. 19 24, а) можно записатгк и,= и„+и,.;1 и,=и„— и„.
Для получения кривой и, (1) необходимо построить две вспомогательные характеристики и„+и„=и,(п) и и„— н„=.и,(4). Так как при разомкнутых выходных зажймах 2 — 2' (рнс. !9 24, а) заряды на электродах оказываются равными по абсолютной величине, то с помощью полученных уравнений легко построить искомые характеристики путем суммирования и вычитания соответствующих значений напряжений прн одинаковых зарядах на электродах конденсаторов (рис. 19.24,б). На рис. 1924, в построена также кривая и, (1), причем масштабная шкала вдоль оси ординат для этой кривой выбрана такой же, как и иа рнс. 19.24, б для кривых ич (4), из (д), и, (д) и из(п). Пользуясь этими кривымн, легко построить крйвую й (1).
Пусть к первичным обмоткам приложена симметричная трехфазная система напряжений, Допустим для простоты, что контур вторичных обмоток разомкнут. В первичной цепи отсутствует нейтральный провод, и в кривой первичных токов ие могут присутствовать гармоники с частотами, кратными трем, так как в любом замкнутом контуре напряжения этих частот взаимно компенсируются. Пренебрегая гармониками порядков выше третьего, форму кривой первичных токов можно считать синусаидальной. При сниусондалькых токах в нвмагничивающих обмотках магнитные потоки в ферромагнитных сердечниках имеют несинусоидальную форму, причем основное искажение вносится третьей гармоникой магкитного потока. Во вторичном контуре должны индуктнроваться несинусоидвльные С этой целью следует задаться для любого момента времени напряжением и,(1), затем по кривой (ия+иа)(е) определить напряжение ис(а) и уже найденное напряжение отложить на графике н,(1) для соответствующего момента времени.
Таким способом получается кривая и,(1) (рис. 19.24,в). Риц 19.24 9 19.9. Нелинейная индуктивная катушка в цепи переменного тока при подмагиичивании сердечника постоянным током Пусть одна из обмоток катушки с кольцевым сердечником присоединена к источнику переменного тока г„а вторая — к источнику постоянного тока 1,, Для простоты рассуждений допустим, что числа витков этих обмоток равны: юс=ю =-ю. Если 1, =О, то зависимость магнитного потока в сердечнике от тока 1О представится кривой, изображенной на рнс. 19.25. В каждой точке этой характеристики можно иычислить как статическую индуктивность юбз 1. =— с 1О так и дифференциальную О(гр =га —, с(1 Кране того, статическая магнитная пронннаемость В РОРс= И а дифференциальная 1 ФВ РОРЯ = Нн Так как В= — и Н= « !«ш 8 где 1 — длина средней мзгмитиой линни в сердечнике, а 3 — его поперечное сечение, то Ф! ! рр = « с с! «с «' Следовательно, существует пропорциональность как между статическими, тзк и между дифференциальными индуктивностями и магнитными прони.
цаемостями. При этом р, и эр О,, пропорциональны 1па», а рз и ń— е — (па, (рис. 19.25). Пусть при постоянном токе 4' бт , обмотка ю, присоединена к нсточ()' »вс«в! нику переменного тока с очень ма- лой амплитудой: !»м ((!«. Перво! начально, в процессе увеличения 1, ! от 0 до у,, мзгнитный поток будет а изменяться по кривой О, — а характеристики Ф (! ) (рис. 19.25).
Если ток 1, уменьшается от +!оз до — у„„ (от точки а до точки Ь по синусоиде), то магнитнмй поток изме- О' кается цо кривой аЬ верхней ветви частного гнстерезисного цикла, ! «г имеющего в точке а наибольшее 1 значение потока Ф. Угол наклона 4 в этой части характеристики меньше угла а, Е(альнейшее изыенеине тока «от точки Ь до точки й' вызовет некоторое увеличение маг- нитного потокз по кривой Ьс и т.
д. е После нескольких циклов переменного тока (на рис. 19.25 для простоты показано магнитное состоянне после двух с половиной циклов) в сердечнике устанавливается Рис. !9.25 некоторый переменный ток, пра котором постоянная составляющая магнитного потока будет несколько больше Ф, при меньшем наклоне характеристики (угол а«). Ток !«вызывает как бы «встряску» магнитных диполей, благодаря чему большее их количество ориентируется в направлении постоянного магнитного потока (точка О, переходит н точку О,) . Тангенс угла наклона а, характеристики при таком установившемся значении тока 1, определяет так называемую «обратимую» магнитную проницаемостзк 5 ЫЫбр = «Н ' Величина р бр обычно примеияетсн при расчете магннтиых цепей с малыми значениями переменных составляющих магнитного потока (в телефонах, звуковых репродукторах и т.
д.) 656 Ток 1, будет практичесии синусоидальным прн синусоидальном напряжении и„если изменение этого тока незначительно изменяет магнитный поток. В этом случае и, 1,= ге + 1ю~ оба где Реиоброш 1.обр = ИзменЯЯ величинУ постоЯнного тока 1„можно изменЯть не только Р,бр, но и индуктивность й б, а, следовательно, и амплитуду переменного тока 1, . При больших амплитудах тока („ несмотря на искажение формы кривой этого тока и кривой магнитного потока, можно, изменяя величину постоянного тока 1„ изменять амплитуду переменного тока.
Таким образом, подмагничивание сердечника постоянным током дает возможность управлять переменным током. 5 19.10. Удвоитель частоты ПРинцип работы ферромагнитного удвоителя частоты основан на явлении возникновения в кривой магнитного потока гармоник четного порядка пРи подчагннчиванни сердечника постоянным током, Таной удвоитель частоты состоит из двух одинановых стальных сердечников с тремя попарно одинаковыми обмотками на каждом сердечнике (рис.
!9.26). Соответствующие Рис. 19.2б обмотки сердечников попарно соединены (последовательно), образуя трн электрические цепи. На схеме показаны положительные направления токов н намагничивающих сил. Если в цепи нет постоянного тока, то, при любом значении переменного напряжения и„э. д. с. взаимной индукции, индуктированные во вторичных обмотках, равны, н, в силу встречного соединения этих обмоток, взаимно компенсируются так, что и =О. Постоянный ток 1, нарушает такую симметрию, создавая дополнительные намагничивающие силы. Рассматривая положительные направления токов 1с и 1, на схеме, изображенной на рис. 19.26, можно убедиться, что в сердечнике а суммарная намагничнвающаЯ сила Р,=-1',ю,+1еюе, а в сеРдечнике б Рб=1,ю,— 1ю,. Для выяснения процессбв, протекающих в рассматриваемой цепй, необходимо проследить по кривой намагничивания зв тем, какие изменения 657 12 теоретические основы влектротеиники, ч.
1 при постоянных намагннчнвающих силах Р„=ю,г, и Р»з= — ю,!» вызывают изменения намагничнвающнх сил Р»»=Р»аа щ»1, в границах от 0 до +Р,. В обоих случаях точки ! и 2 (рис. 19.27, а) на характеристике будут перемещаться вправо, в сторону положительных значений иамагинчивающей силы Р. Несмотря на одинаковое смещение соответствующих точек вправо вдоль оси Р, в сердечниках а н б появляются разные изменения магнитных потоков Фэ и Фа» ) ЬФа ) ~ 1 ЬФа) Такое соотношение получается вследствие нелинейности магнитной харак.
теристикн, используемой на различных ее участках. Пусть числа витков первичных н вторичных обмоток равны Изменение потокосцепления первичной цепи ЛЧ»» =ш (ЛФ»+ ЬФЗ), а вторичной цепи ЛЧ'» = ю (ЛФь — ЬФз). Если к первичной цепи приложено сннусоидальиое напряжение и, = 0»м соз мг, Рис. 79.27 то изменение во времени потокосцепления первичной цепи ЬЧ» = — 5»ям!, (7» »= » причем ток», в втой цепи несннусоидален.
По графйку, изображенному на рис. 19.27,а можно выяснить зависимость приращений ЛФ» и ЛФа от тока»',. С этой целью достаточно прн определении ЛФа рассматривать начало координат на магнитной характе. рнстнке в точке 1, а при определении ЬФа — в точке 2. Если эти зависимости ЛФэ=!»(1,) и ЛФа=-!»(!») построить в общей системе осей координат, то точки ! и 2 должны совпадать с началом координат (рис, 19.27, б). На основании вышеприведенных уравнений по графику рис, 19 27, б определяют суммы и разности приращений магнитных потоков ЬФ, н ЛФа и строят кривые ЬЧ', (»И и ЛЧ",(1,) (рис.
19.27, а). Так как зависимость ЬЧ', от времени ! известна (рис, 19.27, в), то, пользуясь этой кривой н кривыми ЛЧ',(1,), ЛЧ',(1,), можно построить кривую оЧ', (т). Напряжение и, О) получается путем дифференцирования кривой Ьзр,(т), так как оно определяется по формуле: и,= — '. 8Ч', ш На рис. 19.27, в показаны кривые изменения во времени приращения потокосцепления ЛЧ', и напряжения и, с двойной частотой. Кривая Лчз,р) симметрична относительно оси ординат, а кривая и, (() — относительно начала коорднкат. 9 19,11. Ферромагнитный усилитель мощности Управление электромагнитными процессами в электрических цепях очень часто осуществляется с помошью специальных статических устройств. Поскольку управляемая мощность в рабочей цепи обычно значительно превышает мощность в цепи управления, то такие устройства называются усилипзелями мощности, г Рис. )р.с8 Примером нелинейного усилителя может служить ферромагнитный усилитель мощности, в рабочей цепи которого проходит переменный ток, а управление осуществляется прн помощи постоянного тока.
Схема простейшего ферромагнитного усилителя мощности приведена на рис. 19.28. Рабочая цепь такого усилителя питается от источника синусоидального напряжения и состоит из двух последовательно соединенных обмоток. Число витков каждой обмотки равно зп,; витки расположены на разных сердечниках — а и б (рис. 19.28). Цепь управления питается от источника постоянного напряжения и состоит из двух последовательно соединенных обмоток. Число витков каждой обмотки равно ю,; этн витки расположены так же, как и витки обмотки рабочей цепи †разных сердечниках усилителя. По заданным направлениям токов 1, и 1„ (с учетом намотки витков), протекающих в соответствующих обмотках, на рис. 19.28 показаны направления намагничивающих сил Р,=гп/, и Р,=-ю,( .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
