Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

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

16. Определяем потери мощности на сопротивлениях обмоток:

PM = ii + i2 = 0,27l2.25,4+1,352. 1,2 = 4,06 Вт.

17. Проверяем тепловой режим трансформатора. Перегрев сердечника по отно-шению к окружающей среде для открытого трансформатора находим по приближенной формуле:

ДТе = 750Ра/5ох;>.с = 750-2,2/148= 11,2° С. .

Здесь 5охл.с - открытая поверхность сердечника (сантиметры в квадрате), определенная по эскизу трансформатора (рис. 1.17).

Перегрев катушки находим по аналогичной формуле:

ДГк^ I000PwSox.K= 1000 4,06/110 = 37,5° С.

Тепловой режим получился легким, что явилось следствием выбора малой амплитуды индукции и небольшой плотности тока.

18. Определяем по (1.50) приведенную ко вторичной обмотке индуктивность рассеяния трансформатора:

/ ai+a2\

18

K. ср2

12-

156,5 / 5,5 + 4,25\ = 4я10-1-77 1+-5-

2422=1.04 мГи.

Здесь =1 мм - толщина прокладки между обмотками,

Г лава II

Магнитные усилители

§ 2.1. Общие сведения. Принцип действия

В магнитных усилителях используется свойство катушек с ферромагнитным сердечником изменять свое индуктивное сопротивление под действием постоянного подмагничивающего тока. Усилитесь (рис. 2.1) состоит из двух трансформаторов Тр и Тр

Грг


Рис. 2.1

первичные обмотки которых включены последовательно с нагрузкой в цепь источника переменного напряжения е^. Вторичные обмотки включены встречно и через них протекает постоянный ток управления /у, создаваемый источником сигнала, который представлен на. схеме постоянной э. д. с. Еу и некоторым выходным сопротивлением Щ. Встречное включение вторичных обмоток препятствует трансформации напряжения от источника в цепь управления.



При нулевом токе управления (£у = 0) первичные обмотки трансформаторов обладают большим индуктивным сопротивлением и в силовой цепи (цепи нагрузки) протекает малый по величине ток / . (рис. 2.1, б). При увеличении тока /у из-за подмагничивания сердечника индуктивное сопротивление первичных обмоток падает и ток нагрузки растет. Его рост продолжается до полного насыщения сердечников, после чего он перестает зависеть от тока управления. От направления тока /у магнитная проницаемость сердечников не зависит и поэтому для отрицательных значений этого тока у характеристики вход - выход получается ветвь, симметричная первой (рис. 2.1, б). Рабочим участком этой характеристики является либо первый {1-i), либо второй {2-2) наклонные отрезки, где изменения тока управления вызывают изменения величины переменного тока, протекающего через нагрузку.

т. ° :*

у

Рис. 2.2

большой мощностью, потребляе-

Мощность, выделяющаяся в нагрузке (выходная мощность), определяется переменным током источника и сопротивлением нагрузки. Она велика в сравнении с мощностью, затрачиваемой в. цепи управления постоянным током /у на преодоление омических сопротивлений вторичных обмоток (входная мощность). Таким образом, магнитный усилитель и позволяет управлять мой нагрузкой при малой затрате мощности в управляющей цепи.

Достоин с-т вом магнитного - усилителя является то, что он изготавливается из неизнашивающихся 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.

Недостаток 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) и как преобразователи величины постоянного напряжения в фазу переменного напряжения прямоугольной формы.

Приведенный на рис. 2.1, а магнитный усилитель управляется постоянным током, а в его нагрузке протекает переменный ток. Такое преобразование иногда бывает желательным, например, в том случае, когда нагрузкой является двигатель переменного тока. Если необходимо обеспечить постоянный ток и на выходе магнитного усилителя, то нагрузку можно включить в диагональ выпрямительного моста (рис. 2.2). В приведенной схеме магнитного усилителя обмотка управления с числом витков выполнена так, что ее ток намагничивает сразу два сердечника. Такое конструктивное усовершенствование позволяет уменьшить расход обмоточного провода и габариты усилителя.



Переменные магнитные потоки каждого из сердечников пронизывают ее во взаимно противоположных направлениях и возбуяодают в обмотке управления э. д. с. противоположной полярности. Поэтому, так же как и в схеме рис. 2.1, в цепь источника сигнала напряжение сети вс не трансформируется. Такой усилитель может быть выполнен и на Ш-образном сердечнике. В этом случае обмотка управления наносится на средний стержень, а силовые обмотки - на два крайних.

§ 2.2. Основные показатели

идеального магнитного усилителя

в режиме свободного намагничивания

Управление током силовой цепи (цепи нагрузки) магнитного усилителя достигается насыщением его сердечников. Чтобы коэффициент усиления был большим, необходимо материал сердечников выбрать таким, у которого кривая намагничивания имеет резкий излом, т. е. четко выраженное насыщение. К таким материалам относятся сплавы железа с никелем (пермаллой) и ферриты. Сам сердечник должен иметь как можно меньший воздушный зазор, т. е. быть тороидальным.

У сплавов, типа пермаллой, у ферритов петля гистерезиса довольно узкая и имеет прямоугольную форму (рис. 2.3, а). Это позволяет

при первоначальном рассмотрении основываться на средней кривой намагничивания и идеализировать ее линейно-ломаной линией с бесконечно крутым наклонным, участком.

В идеальном сердечнике, имеющем кривую намагничивания, показанную на рис. 2.3, б, не может быть индукций по абсолютной величине больших, чем индукция насыщения Bg. Магнитная проницаемость у идеального ненасыщенного сердечника равна бесконечности, а при насыщении - нулю.

Ток силовых обмоток магнитного усилителя определяется в общем случае как сопротивлением нагрузки, так и сопротивлениями цепи управления. Различают два режима работы магнитного усилителя: режим свободного и вынужденного намагничивания.

В режиме свободного намагничивания сопротивление цепи управления, трансформирозанное в силовую цепь через один из~трансфор-маторов, входящих в схему магнитного усилителя, много меньше ее собственного сопротивления:

В

н

в

н

Рис. 2.3

(2.1)

где Гу - Рц-у -f- Ру - суммарное сопротивление обмотки управления и источника сигнала; = + 2г^ -f- - суммарное сопротивле-



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

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов