Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 [ 226 ] 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Таким образом, в зависимости от 1 характеристика A*F] (ц) выразится одной из кривых семейства, изображенного на рис 24-18. Чем больше ток намагничивания, тем положе идет харакгеристнка Поэтому с увеличением тока наклон характеристики при ii = О меньше и кривая идет ниже.

Если к обмоткам Wi подключить источник напряжения изменяющегося по синусоидальному закону, то, пренебрегая индуктивностью рассеяния, потерями в стали и сопротивлением обмоток Wi, можно считать, что и потокосцепление изменяется по синусоидальному закону [кривая Д¥, {t) на рис 24-18] В зави симости от тока данной кривой Ai (О соответствуют различные кривые (j-) максимумы которых тем больше, чем больше ! . Как видно из построений, ток г\ (t) несинусоидален

Если, наоборот, через обмотки Wi пропустить синусоидальный ток то ЛЧ! и Hi = dVJdt несинусоидальны и максимум напряжения щ тем больше, чем меньше ток /д.

На практике и ток ii, и напряжение щ несинусоидальны, так как последовательно с источником напряжения и и обмотками в рабочую цепь магнитного усилителя включают сопротивление нагрузки г. Точный расчет цепи в этом случае представляет значительные трудности Вполне достаточная для практики точность может быть получена, если, так же как и ранее, обмотку рассматривать

как условно-нелинейную индуктивность Z. значение которой зависит пе только от пере менного, ио и от посюянного тока.

На рис 24-19 изображены кривые Ui (1/) для различных значений /( где = /jCoL, Эти кривые имеют такой же характер, кгк и ЛЧ! (ij) По оси абсцисс отложен не ток 1, а произведение тока /j на сопротивление па грузки г. При таком построении облегчается определение тока для различных значе НИИ тока /о при заданном напряжении источника питания и.

Действительно, считая, что напряжс ние Ul сдвинуто по фазе по отношению к току Д на угол 90°, можно написать:


Рис. 24-19.

U\+(!irY=U\

(24-52)

Если известны U и /д, то, выбирая соответствующую кривую Ui (Iir) и проводя окружность радиуса U с центром в начале координат, найдем Ui и /j/- как координаты точки пересечения окружности с кривой Ui (Iir) (на рис 24-19 такое построение выполнено для /о = 0)

Таким образом, для каждого значения можно найти соответствующие ток II и мощность Р = Jfr, выделяемую в рабочей цепи. Чем больше I , тем выше значение Р При этом мощность, затрачиваемая в цепи гюстоянного тока, в десятки и сотни раз меньше мощности Р.

Магнитные усилители применяются в самых различных областях техники, например для плавного автоматического управления двигателями и другими преобразователями энергии, для плавного регулирования освещения

Магнитные усилители являются основным звеном так называемых измерительных трансформаторов постоянного тока Принцип действия этих устройсгй заключается в следующем Постоянное подмагничивание магнитных систем а и б (рис 24-17) осуществляется шиной постоянного тока, проходящей через обе магнитные системы Соответствующим подбором характеристики стали достигаются условия, при которых ток II мало зависит от питающего напряжения U и в достаточной мере точно пропорционален току Коэффициент пропорциональности между токами Ii и Iq, так же как и в обычных трансформаторах, зависит от отношения чисел витков Wq/Wi

На аналогичном принципе могут быть осуществлены усилители с нелинейными емкостями - диэлектрические усилители мощности.



Глава двадцать пятая ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ

25-1. Общая характеристика переходных процессов в нелинейных цепях

Переходные процессы в нелинейных цепях существенно отличаются от переходных процессов в линейных цепях. Нелинейность характеристики какого-либо из элементов электрической цепи может привести как к чисто количественному изменению переходного процесса, так и к качественно новым явлениям.

В первом случае нелинейность характеристики может увеличить скорость процесса в одном из промежутков времени и уменьшить скорость в другом промежутке, при этом может возрасти максимальное значение тока в переходном процессе, однако качественно процесс остается без существенных изменений. Во втором случае в результате нелинейности характеристики возникают новые явления, принципиально недостижимые в линейных цепях.

Если в линейных цепях включение источника постоянной или синусоидальной э. д. с. (или тока) сопровождается некоторым затухающим переходным процессом и переходный процесс переходит в принужденный режим, частота которого равна частоте напряжения источника, то в нелинейных цепях переходный процесс может привести к возникновению колебаний с частотой, отличной от частоты напряжения источника. Такие колебания носят название автоколебаний.

Примером автоколебаний могут служить рассмотренные в § 24-6 колебания с частотой со в цепи параметрона, питаемого от источника с частотой 2со. Автоколебания в цепях, питаемых от источника постоянного напряжения, рассматриваются в гл. 26.

Нелинейные цепи с неоднозначными нелинейностями могут быть применимы для запоминания импульсов, поступающих в цепь. В этом случае переходный процесс сопровождается переходом цепи из одного устойчивого состояния в другое.

Если в линейных цепях напряжения и токи переходного процесса обычно можно представить состоящими из двух составляющих: принужденной и свободной, то в нелинейных цепях принцип наложения неприменим и нельзя раскладывать величины на свободные и принужденные составляющие.

В зависимости от вида э. д. с, действующих в цепи, расчеты переходных процессов в нелинейной цепи различны по сложности. Расчет цепей с постоянными э. д. с. значительно проще, чем цепей с переменными э. д. с.

Для переходных процессов в нелинейных цепях нельзя указать общий аналитический метод, позволяющий рассчитать процесс



в цепи любой сложности. В зависимости от вида цепи и действующих в ней э. д. с. для расчета переходных процессов применяются раз. личные, часто очень приближенные методы. Задача сводится к peuie-нию нелинейных дифференциальных уравнений, для которых в математике существует множество различных методов решения. Общая характеристика этих методов была дана в гл. 22. Рассмотрим теперь применение различных методов расчета переходных процессов.

25-2. Включение катушки со стальным магнитопроводом на постоянное напряжение

При включении катушки с замкнутым стальным магнитопроводом на постоянное напряжение переходный процесс качественно происходит так же, как и при включении линейной цепи г, L. Однако количественно он несколько иной и уже не может быть точно описан разностью постоянной величины и экспоненты (см. § 13-4).

Если пренебречь гистерезисом и вихревыми токами, возникающими в стали при изменении магнитного потока, то анализ


Рис. 25-1.

Рис. 25-2.

процессов при включении катушки со стальным магнитопроводом на постоянное напряжение можно свести к расчету схемы, изображенной на рис. 25-1, где обозначено: ¥ - потокосцепление катушки; г - сопротивление катушки; И - напряжение источника.

Зависимость ¥ (/) задана кривой, изображенной на рис. 25-2 сплошной линией, которая для любой катушки со стальным магнитопроводом может быть построена, если известна кривая намагничивания стали.

Для выражения нелинейной зависимости ¥ (/) в цепях со сталью применяется множество различных формул. Некоторые из этих формул уже применялись в гл. 23 и 24. Приведем еще примеры



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 [ 226 ] 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

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