Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Мощность, выделяющаяся е, и в нагрузке (выходная мощность), (г~ определяется переменным током "с ве источника е, и сопротивлением нагрузки. Она велика в сравнении с мощностью, затрачиваемой ак гр т в цепи управления постоянным током 1 на преодоление омц- 1)р ческих сопротивлений вторичных обмоток (входная мощность). Рис, 2.2 Таким образом, магнитный усилитель и позволяет управлять большой мощностью, потребляемой нагрузкой при малой затрате мощности в управляющей цепи. Д о с т о и н с т в о м магнитного усилителя является то, что он изготавливается из нензнашивающихся надежных деталей, имеет высокий к. п.
д., обеспечивает хорошее усиление и очень стабильную характеристику вход — выход, может быть выполнен практически на любую мощность, с.любым числом входных обмоток. ° Н е д о с т а т о к магнитных усилителей — их большая инерционность, значительные габариты и вес в сравнении с транзисторными усилителями. Но несмотря на это, они находят широкое применение в устройствах автоматики как усилители с большим коэффициентом усиления, как преобразователи постоянного тока в переменный (модуляторы) н как преобразователи величины постоянного напряжения в фазу переменного напряжения прямоугольной формь!.
Приведенный на рис. 2.1, а магнитный усилитель управляется постоянным током, а в его нагрузке протекает переменный ток. Такйе преобразование иногда бывает желательным, например, в том случае, когда нагрузкой является двигатель переменного тока. Если необходимо обеспечить постоянный ток и на выходе л!агнитного усилителя, то нагрузку можно включить в диагональ выпрямительного моста (рнс. 2.2). В приведенной схеме магнитного усилителя обмотка Управления с числом витков гв выполнена так, что ее ток намагничивает сразу два сердечника. Такое конструктивное усовершенствование позволяет уменьшить расход обмоточного провода и габариты усилителя. Переменные магнитные потоки каждо го из сердечников пронизывают ее во взаимно противо воположных направлениях и возбуждают воб ' ур мотке и авления э.
д. с. пр ротивоположной полярности. Поэто у, . 2.1, епь источника сигнала напряжение анс мп ется. Такой усилитель может быть выполнен е как и в схеме рис , в ц В л чае б~~~~~ уп авлеип р д " ' — на два к айнит Ш- бразном сердечнике. этом случае о наносится на ср д редний стержень, а силовые обмотки— Р а) 28 5 2.2. Основные показатели идеального магнитного усилителя в режиме свободного намагничивания У з ление током силовой цепи (цепи нагрузки) го силителя достигается насыщением его сердечнико . б б ш ~м необходимо материал ма ван я мее сердечников выбрать таким, у котоРого кривая на резкий излом, т. е.
четко выраженное насыщение. таким мат сплавы железа с никелем (пермал.пой) и ферриты. ам серотносятся спл ий воз шный зазор, т. е. быть дечник должен иметь как можно меньший воздуп аллой, ферритов пе ля гистерезиса довольно узкая и имеет прямоуголь у ф р у В 'В нии основываться на средней //т кривой намагничивания и идеализировать ее линейно-ломаной линией с бесконечно крутым л наклонным участком. В идеальном сердечнике, -в, имеющем кривую намагничивания, показанную на рис. 2.3, б, д) не может быть индукций по Рис.
2.3 абсолютной величине больших, чем индукция насыщения В,. Магнитная проницаемость у идеального ненасыщ енного сердечника авиа бесконечности, а при насыщении — нулю. явоб. равна бмоток магнитного усилителя определяется в о ° Ток силовых о моток м и соп отивлениями ем сл чае как сопротивлением нагрузки, так и с р цепи управления.
азличают дв ва режима работы магнитного усили- гтеля: режим свободного и вы у н жденного нама В ежнме свободного намагничивания сопротивле ц у р нне епи правления, трансформирозанное в силозу ц р режиме сво о ю епь че ез один из трансформаторов входящих в схему магнитно у го силителя, много меньше ее собственного сопротивления; гтгпз/ш";, (( г„, (2.1) = Й -1-  — суммарное сопротивление обмотки управления = Я ~ 2г + Й вЂ” суммарное сопротивле- н источника сигнала; г„= „-,' г, ние ие нагрузки, открытых вентилей (диодов) выпрямительного моста яловой обмотки.
В этом режиме обмотка управления по ее резк„и„иа ток в силовой пепи как бы замкнута накоротко. В режиме вынужденного намагничивания ток в силовой цепи определяется сопротивлением в цепи управления, так как для него .арактерно соотношение сопротивлений обмоток, обратное (2.1): г,ш1/ш,')) г„. (2.2) рассмотрим режим свободного намзгничивания.
Для этого обраимся к схеме магнитного усилителя (см. Рис. 2.2). Напряжение сети примем синусоидальным: е, =Е з)п ы/, (2.3) а его амплитуду примем такой, что в отсутствие подмагничивання (/ = 0) индукции в каждом из сердечников меняется от — В, до В„т, е. Е = 2ыш,В,Я. (2.4) Изменение индукции в каждом из сердечников во времени происходит по закону: Вт=Вт=Вы= — В соэсп/, (2.5) где В, и В, — индукции в сердечниках трансформаторов Тр, и ур,, Этот закон отражен штриховой линией на рнс.
2.4, б. Поскольку работают сердечники без насыщения, их магнитная проницаемость в течение всего периода равна бесконечности и все напряжение сети е, падает на рабочих обмотках магнитного усилителя ((/, = е,), а ток рабочей обмотки равен нулю. Когда ток управления отличен от нуля, то нм создается в обоих сердечниках постоянная индукция В,.
В одном из сердечников постоянные и переменные составляющие индукции складываются, а в другом — вычитаются. В момент ы/ = 0 переменная составляющая индукции в первом сердечнике, складываясь с постоянной, создает общую индукцию, равную В,= — В,+Вы (2.6) Во втором сердечнике из-за постоянной составляющей индукция должна была бы уменьшаться на В„но в силу характера кривой намагничивания никакое увеличение намагничивающей силы не может создавать в сердечнике индукций, больших по абсолютному значению, чем В,. По этой причине индукция во втором сердечнике в момент ы/ = 0 остается равной — В,. и при токе управления, отличном от нуля, В,= — В,.
(2. 7) Под действием напряжения е, при сп/) 0 индукция в обоих сердечниках возрастала при /т = О. При /т ныл характер кривой нама- 29 гничивання не препятствует процессу нарастания индукции и, следовательно, оца начнет меняться по закону (см. Рвс. 2.4, б): В, = — В, сов от+ В, (2.8) в первом сердечнике и по закону В, = — В, соэ ас( (2.9) во втором сердечнике.
Ток рабочих обмоток и напряжение на мостике У„ остасотся равными нулю до тех пор, пока один из сердечников не войдет в насы- ассассс а) Всассс Вс в) --в;в в и„м вс г) Рис. 2.4 шение. Раньше будет насыщен сердечник' первого трансформатора. Насыщение произойдет, когда угол сис станет равным углу насыщения а, а индукция В, — равной В,.
При этом ! с В, =' В, = — В, сов а + Ва (2.10) с ! ! (2.1 1) 1+ соз сх = В„,'В, После насыщения первого сердечника иидукция в нем перестает меняться. Так же перестает меняться и индукция во втором сердеч. нике. Связано это с тем, что суммарный магнитный поток двух сердеч. ников Фм — — Ф, — Ф, пронизывает практически замкнутую накороткос обмотку управления и поэтому не может изменяться, 30 В, д.
с., наводимая сйловой цепью в этой обмотке, равна ~~~~! Влс а =вс5 — — — ' (2.12) и в силу условия (2.1) она настолько мала, что может быть приравнена „нулю. По этой причине )В)()с) = авда) (2.13) п для индукции В, на интервале сот ) а получим постоянное значение Вс = В, — В,. (2.14) Иначе, при насыщении первого сердечника второй сердечн вращ т трансформатор с замкнутой накоротко вторичной обмотае ся в кой. Замыкание трансформируется в его первичную обмотку, на ней падение напряжения оказывается равным нулю.
Таким образом, при насыщении одного из .сердечиков падения напряжений на силовых хсбмотках усилителя ста с . „ . т . ст новятся равными нулю и все напряжение сети оказывается приложенным к диагонали моста. Это состояние будет продолжаться до са( = .. П для уравновешивания напряжения сети индукция должна уменьшаться и кривая намагничивания не препятствуе .
П дечник выходит из насыщения, его индукция меняется по закону; ся по косинусоИндукция во втором сердечнике также уменьшается идальному закону, но она всегда меньше инд"к ии В н сну, (см. Рис. 2.4, б). При й( = п + а насыщается вто сердечник, а т ассе ь ма о тся второй р нсформатор Трс становится короткозамкпут м. р -) р ссмотренная картина процессов повторяется снова и т. д.
иМ. 2п а ы Таким образом, .напряжение сети в течение одного пе ас < а и и ( асс< и+а полностью приложено к силовым обмоткам усилителя, а на интервалах а ( ьст ( пип+ ( п — к диагонали выпрямительного моста. 3 и е еле р д ние напряжения отмечено штриховкой на рис. 2.4, а. п —, ' . то расНапряжение на нагрузке повторяет по форме напряжение, приложевное к диагонали моста, но из-за выпрямленна получается п льсирующим, однополярным (рис. 2.4, в): .сси (С) = ! сс„(() (Ли/гит, (2.1 6) Среднее значение нап пряжения на нагрузке получается равным и ='('В "~а и ) ( а~и/ги) зсп Ы с(асс =(В Я Упги) (1 а насьццен п В течение тех инте валов в р, ремени, когда одни из сердечников ыщен, по силовым обмоткам усилителя протекае т ток нагрузки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
