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

Вследствие этого второй (правый) ненасыщенный сердечник будет попадать в режим, близкий к режиму короткого замыкания. Его входная обмотка, которая является вторичной обмоткой, с точки зрения трансформируемой в ней э. д. с. окажется замкнутой накоротко. Поэтому с момента насыщения первого сердечника (левого) индукция во втором сердечнике (правом) изменяться не

будет ~0, т. е. э. д. с. в обмотках не будет наводиться и

напряжение источника питания будет уравновешиваться падением напряжения на нагрузке.

В следующий полупериод будет осуществляться насыщение правого сердечника, а ненасыщенный левый сердечник окажется в режиме, близком к режиму короткого замыкания.

Чем больше величина входного сигнала, тем больше длительность импульса тока в выходной цепи (см. рис. 106).

Для ненасыщенного сердечника {\В\ lt;i\B\, Я = 0) суммарная н. с. равна нулю, т. е. S Я/= / laquo; ш , -/ .Шв = О, откуда можно получить уравнение статической характеристики идеального магнитного усилителя:

= Kl (183)

- коэффициент усиления по току.

Как следует из рис. 106, у идеального магнитного усилителя напряжение источника питания в одни моменты оказывается полностью приложенным к дросселям, а в другие - к нагрузке. Здесь уже трудно говорить о сдвиге фаз между падениями напряжения на дросселях и на нагрузке и, несмотря на чисто активный характер нагрузки, часто говорят, по крайней мере для схем с выходом на постоянном токе, об арифметическом сложении средних значений этих падений напряжения, т. е. вместо выражения (178) полагают

Рсреди + ь,Хсревн + д среди- (

В этом случае при графо-аналитическом методе расчета статической характеристики приходят к прямой нагрузке (см. рис. 105, б), которая имеет отрезки на осях V. и / laquo;., =

= ~pg или, другими словами, проводят под углом а =

Rh -Ь Гдр

= arcctg [Rn -f Гд к отрицательному направлению оси ординат из точки на этой оси, соответствующей значению напряжения источника питания fJn-cpedH-

Рассмотрение рис. 105, б показывает, что в пределах линейной части статической характеристики идеального магнитного усилителя его коэффициент усиления не зависит от изменений величины питающего напряжения и нагрузки. Однако эти изменения сказываются, конечно, на диапазоне изменения входного сигнала, в пределах которого статическая характеристика сохраняет линейность.

10. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Графо-аналитические методы при всей их простоте в ряде случаев (например, при оценке изменения параметров усилителя от изменения напряжения питания и температуры, при расчете усложненных схем и т. д.) могут оказаться неудобными. Познакомимся ниже с одним из аналитических методов.

Аналитические методы расчета основаны на применении того или иного вида аналитических выражений, аппроксимирующих либо кривые одновременного намагничивания, либо непосредственно семейство вольт-амперных характеристик дросселя (см. рис. 103, б).

Вольт-амперные характеристики для приблизительно линейных участков могут быть заменены параллельными прямыми линиями (рис. 107). Такая замена равносильна аппроксимации семейства вольт-амперных характеристик выражением

hp-Io + K\U + Uep, (185)

где lgp - ток выходной обмотки дросселя; lex - ТОК входной обмотки;

/о - отрезок, который отсекает на оси абсцисс спрямленная характеристика, соответствующая нулевому входному сигналу;

К = 1 (при Ugp - const) - дифференциальный коэффициент усиления ненагруженного дросселя, показывающий, во сколько раз изменение тока во входной обмотке действует сильнее изменений тока через дроссель:

1 Это обстоятельство обусловливает относительно высокую стабильность работы магнитных усилителей с высококачественньми ферромагнетиками и позволяет широко пользоваться положительными обратными связями, сохраняя при этом линейный характер усиления.

Излагаемый метод не имеет дополнительных допущений по сравнению с методом laquo;эллипса raquo;, за исключением предположения о совпадении аппроксимирующих прямых с действительными кривыми в области их пересечения с эллипсом.

fi =arc tqXjgp

Xidp = tg p = (при = const) - внутреннее диф-

ференциальное сопротивление дросселя равное отношению изменения падения напряжения на дросселе к изменению тока через дроссель при неизменном входном токе и носящее реактивный (индуктивный) характер. В выражении (185) значение /в. берется по модулю, так как эффект воздействия на дроссель не зависит от направления входного тока.

Применим выражение (185) к расчету статической характеристики hbix - f (/ex) магнитного усилитсля (рис. 101, а), полагая вначале нагрузку чисто активной (Z =

Измеряя фазовые сдвиги по отношению к напряжению источника питания f/ , будем иметь для цепи нагрузки

где К. .

Подчеркнем, что Х является статическим, а не дифференциальным сопротивлением дросселя.

Тогда учитывая, что в данном случае Igp = /вх, и используя аппроксимирующее выражение (185), для рассматриваемой схемы получим

(186) (187)

Рис. 107. Спрямление вольт-амперных характеристик дросселя

1о-\-К\1вх\

(188)

Решая совместно выражения (186)-(188), получим

н + iXiep (

l,+K\fex\

(189)

определяющее ток hx через его собственный модуль leix-

Для решения этого уравнения достаточно найти модуль выражения. Имеем

/вых -

1вых-(/о-К\1ех\

(190)

Заметим, что Xidp соответствует внутреннему сопротивлению электронной лампы Ri, а выражение (185) в целом можно рассматривать как аналогию уравнения (264) спрямленных характеристик вакуумного триода.