Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

с подобной нереверсивной характеристикой называются дроссельными магнитными усилителями.

Таким образом, устройство магнитных усилителей основано на использовании непостоянства магнитной проницаемости ферромагнетика - нелинейности индуктивного сопротивления дросселя. Поэтому, когда после насыщения дросселя магнитная проницаемость уже не меняется, выходной ток, достигнув максимального значения, также не меняется при дальнейшем увеличении подмагничивающего входного тока. Промежуточная область характеристики приблизительно линейна, и для нее отношение выходного тока к входному (коэффициент усиления по току) обратно пропорционально отношению чисел витков.

При Чех ~ выходной ток минимален (ток холостого хода IxkI, но не равен нулю, так как при этом Хдр ф оо.

Следует отметить, что входное напряжение Ug полагалось постоянным лишь для простоты рассуждений. В действительности, это напряжение может меняться не только по величине, но и по знаку. Необходимо лишь, чтобы частота входного напряжения Ugj, была существенно (в 5-10 раз) меньше частоты источника питания t/ . Тогда интенсивность входного сигнала будет определять величину амплитуды тока в цепи нагрузки и изменению входного сигнала во времени определенным образом будет соответствовать изменение огибающих этих амплитуде. Таким образом, магнитный усилитель одновременно является модулятором, преобразующим сколь угодно медленно меняющиеся напряжения на входе в изменения огибающих выходного напряжения.

В случае необходимости ток в нагрузке может быть выпрямлен (см. рис. 101, в).

Приведенная простейшая схема (см. рис. 98, б) магнитного усилителя практически не применяется, так как для ограничения величины переменного тока во входной цепи, который возникает в результате наведения э. д. с. в управляющей обмотке Wg от переменного тока, протекающего по выходной обмотке Wg,, требуется введение значительной индуктивности в цепь входа (см. рис. 98, б). Последняя увеличивает постоянную времени цепи управляющей обмотки, а следовательно, и инерционность усилителя в целом.

Отмеченные недостатки значительно ослабляются, если применить схему, изображенную на рис. 100, а. В схеме имеются два магнитно не- связанных между собой дросселя, обмотки которых соединены между собой так, как показано на рисунке. Если входные обмотки намагничивают оба сердечника в одном направлении,

Название это не вполне удачно, так как под режимом холостого хода обычно понимают отсутствие тока нагрузки, а не входного сигнала.

Однако необходимо заметить, что возможно выполнение магнитных усилителей, у которых частота сигнала точно равна частоте модулируемого напряжения (см. п. 12 настоящей главы).

то выходные - в противоположных направлениях или наоборот (направления потоков для одного из моментов отмечены стрелками). Благодаря этому взаимно компенсируются основная и все нечетные гармоники наводимых во входных обмотках э. д. с. переменного тока (рис. 100, б). Практически этого оказывается достаточно, чтобы не применять специальной ограничительной индуктивности. Нетрудно видеть, что здесь в каждый из моментов времени в одном из дросселей происходит сложение потоков, а в другом - вычитание. Поэтому и форма выходного тока значительно улучшается.

Рис. 100. Дроссельный магнитный усилитель с компенсированными э. д. с. транс.

формации:

а - конструктивная схема; б - кривые изменения индукции в левом и правом сердечниках

Статическая характеристика схемы сохраняет вид, показанный на рис. 99, в, так как схема является нереверсивной.

В схеме на рис. 100, а выходные обмотки соединены между собой последовательно. Возможно и параллельное соединение выходных обмоток, но в системах автоматического регулирования такое соединение не применяется, так как параллельно соединенные обмотки образуют по отношению ко входной обмотке коротко-замкнутый контур.

Это, как и для электромагнитов постоянного тока, вызовет замедление изменений магнитного потока, а следовательно, и увеличение инерционности усилителя.

Существенный конструктивный недостаток рассмотренной схемы заключается в том, что наводимые в обмотках управления э. д. с. от переменных составляющих потока, хотя и не оказывают влияния на входную цепь благодаря взаимной компенсации, но создают большие разности потенциалов и потому требуют значительного усиления изоляции входных обмоток. В связи с этим обычно используются схемы, показанные на рис. 101.

в схеме, приведенной на рис. Wl, есть только одна входная обмотка, охватывающая оба сердечника, по-прежнему не связанные между собой магнитно. Сумма переменных составляющих магнитных потоков левого и правого сердечников не будет содержать основной и нечетной гармоники, поэтому и соответствующие составляющие вообще не будут наводиться в управляющей обмотке.

Трехстержневая схема для магнитно объединенных сердечников приведена на рис. 101, б. В этом случае во входной обмотке также не будут наводиться основная и все нечетные гармоники э. д. с. трансформации, так как соответствующие составляющие

Рис. 101. Практически используемые схемы дроссельных магнитных усилителей

а - на двух сердечниках; б - на одном Ш-образиом сердечнике; в - иа двух сердечниках с выходом иа постоянном токе

переменного потока взаимно уничтожаются и будут отсутствовать в среднем стержне. Последнее обстоятельство нежелательно, так как средний стержень не подвергается действию переменного поля и его объем не участвует активно в процессе усиления и, кроме того, в нем появляется остаточный магнетизм от управляющих полей, т. е. возникают дополнительные помехи. Рассматриваемая схема находит применение благодаря удобству изготовления и возможности размещения большего числа витков.

Конструктивное исполнение усилителя на одном Ш-образном сердечнике (рис. 102) позволяет отдельно изготовлять входную и выходную обмотку, а затем производить сборку путем набивки пластин ферромагнетика. Сердечник магнитного усилителя для уменьшения потерь на вихревые токи, а также для уменьшения поверхностного магнитного эффекта делается всегда шихтованным.

На двух Ш-образных сердечниках также можно выполнить схему, как это показано на рис. 102, б. На этой схеме выходные обмотки размещаются на средних стержнях, а входная обмотка охватывает оба стержня сразу.

Недостатком Ш-образных сердечников является наличие стыков, в которых образуются воздушные зазоры, требующие при