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

шим значениям индукции и оказывается в противоречии с допу стимыми величинами нагрева, а потому не может быть реализовано. Величины перегрева могут оказаться недопустимыми как с точки зрения надежности изоляции, так и с точки зрения стабильности характеристик (см. гл. XV).

Перегрев магнитного усилителя должен быть проверен для двух крайних режимов - для минимального сигнала (максимальная индукция) и для максимального сигнала (максимальные токи в обмотках). При этом можно пользоваться выраже- ~ нием (68), учитывая, однако, что в магнитном усилителе выделение тепла происходит не только в обмотках, но и в стали магнитопровода. Уравнение тепло- Втах вого баланса в данном случае будет иметь вид

max 1.2

S /V + Рж rise.

(244)

где 2j -

Рис. 123. Варианты использования ферромагнетика дросселя:

/ - наилучший вариант; 2 - недостаточное размагничивание при максимальном сигнале; 3 - низкое значение индукции при нулевом сигнале

сумма мощностей, выделяемых во всех п обмотках магнитного усилителя в данном режиме;

Рда. - мощность потерь на вихревые токи и на перемагничи-вание в магнитопроводе в том же режиме; S - общая площадь поверхности охлаждения магнитного усилителя.

В тех случаях, когда конструктивные параметры не заданы, а их требуется определить по заданной характеристике, мощности нагрузки и т. п., процесс проектирования сводится к ряду просчетов с соответствующими корректировками.

В первом приближении для определения требуемого объема сердечника по заданной мощности активной нагрузки при максимальном сигнале Ру, исходя из полного использования материала, можно задаться величинами и -кз- Тогда с помощью выражения (175), которое напищем для нулевого входного сигнала, полагая приближенно В = В о gt; получим

Из выражения (176), которое напишем для максимального

входного сигнала, полагая приближенно

найдем

Отсюда

где SI = V - активный объем сердечника одного дросселя схемы, приведенной на рис. 101, а. Пренебрегая активным сопротивлением выходных обмоток при полном использовании материала, приближенно можно считать

КЗ 1

откуда активный объем одного сердечника

т. е. при заданной степени использования материала объем сердечника прямо пропорционален мощности нагрузки и обратно пропорционален частоте источника питания. С уменьшением степени использования материала объем увеличивается. Практически использование материала бывает далеко неполным и, кроме того, необходимо учитывать коэффициент заполнения сердечника ферромагнетиком. Поэтому конструктивный объем дросселя рекомендуется .брать приблизительно в 1,5 раза больше объема, полученного по выражению (245).

При определении объема сердечников реверсивных схем, например схемы изображенной на рис. 118, нужно иметь в виду, что другая пара дросселей, которая при максимальном сигнале не пропускает тока, находится под воздействием напряжения, вдвое превышающего максимальное значение выходного напряжения. В соответствии с этим требуемый объем каждого сердечника должен вдвое превышать величину, определяемую выражением (245).

Уточненные выражения для определения требуемого объема сердечника при учете неполного использования материала и реактивного характера нагрузки, а также аналитические приемы по выбору оптимальных с точки зрения минимума объема (но без учета нагрева стали) значений индукции приведены в работах М. А. Розенблата и др.

16. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ И ИХ РАСЧЕТ

Нелинейные диэлектрики, диэлектрическая проницаемость которых значительно меняется при изменении напряженности электрического поля, могут быть использованы в качестве управляющих устройств для построения диэлектрических усилителей по принципу, сходному с принципом построения магнитных усилителей.

Простейшая нереверсивная схема диэлектрического усилителя приведена на рис. 124.

Управляющим устройством является конденсатор с нелинейным диэлектриком * С = f (U), который включен последовательно с нагрузкой, дополнительным конденсатором Сд и источником переменного напряжения Одновременно к обкладкам нелинейного конденсатора подводится напряжение их, частота которого, как и для магнитного усилителя, должна быть значительно меньше частоты источника питания цепи нагрузки.

Тогда при изменении величины входного напряжения будет меняться и суммарная напряженность электрического поля конденсатора, а следовательно, диэлектрическая проницаемость и емкость. Изменение емкости конденсатора вызовет изменение тока в цепи нагрузки и падение напряжения на ней, т. е. выходного напряжения Ueux-Дроссель, как и у магнитного уси- лителя, предназначен для ограничения во входной цепи токов, по- ступающих из цепи нагрузки. По- %.е!:~еГ-скольку входная и выходная цепи

связаны гальванически, для ограничения токов в цепи нагрузки, поступающих из входной цепи, применен конденсатор Сдд-

Диэлектрические усилители даже на частотах порядка 1000 гц, как правило, работают при меньших токах и больших напряжениях, чем магнитные усилители; температурная стабильность их невысока, что практически требует термостатирования.

Реверсивные схемы диэлектрических усилителей (рис. 125) в отличие от магнитных сохраняют дроссели во входной цепи Иногда вместо дросселей применяют активные сопротивления большой величины, но и в этом случае инерционность усилителей остается высокой. Следует также иметь в виду, что диэлектрические усилители практически могут выполнять только функции усилителей мощности, но не усилителей напряжения (см. рис. 124).

Сходство принципов действия делает возможным перенесение рассмотренных выше методов расчета магнитных усилителей на диэлектрические усилители.

Для расчета статической характеристики диэлектрического усилителя Uebix = fiUgx) требуется совместное решение уравнений, описывающих явления как в электрической цепи, так и в нелинейном диэлектрике, поскольку реактивное сопротивление конденсатора определяется состоянием диэлектрика.

В качестве диэлектриков используются сегнето-керамические диэлектрики (вариконды). -