ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 211
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
обмотки очень мало, нередко применяются одновитковые трансформаторы. Вторичная обмотка, наоборот, имеет большое количество витков. Ток во вторичной обмотке меньше тока в первичной обмотке так как
Величина искомого первичного тока равна произведению вторичного тока на коэффициент трансформации. Чтобы обеспечить постоянство отношений токов, трансформаторы должны иметь малые значения индукции, т. е. небольшое насыщение. В противном случае резко возрастет намагничивающий ток, I0 и отношение токов не будет удовлетворять вышеуказанному равенству. При этом возрастет погрешность трансформатора. Трансформаторы тока рассчитываются на вторичный номинальный ток, равный 5 а.
Шкалы амперметров, включаемых в сеть через трансформаторы тока, градуируются непосредственно на ток нагрузки.
Сварочные трансформаторы подобны силовым трансформаторам. Их характерной особенностью является вторичное напряжение порядка 60—70 в и способность работать в режиме, близком к режиму короткого замыкания. Для регулирования величины сварочного тока в цепь сварочного трансформатора обычно включается реактор (рис. 8.22), представляющий собой реактивную катушку с раздвижным сердечником. Изменяя величину воздушного зазора, можно очень плавно менять величину магнитного потока, т. е. величину индуктивного сопротивления в цепи. Сварочные трансформаторы имеют круто падающую внешнюю характеристику.
Магнитные усилители. Магнитный усилитель является статическим электромагнитным аппаратом, широко применяемым в схемах автоматического регулирования. Принцип действия магнитных усилителей основан на использовании нелинейности кривой намагничивания ферромагнитных материалов, применяемых в качестве магнитопроводов усилителей. Простейший магнитный усилитель представляет собой дроссель насыщения, состоящий из стального сердечника и двух обмоток; постоянного
и переменного 
и 
токов. Последовательно в обмотку переменного тока 
называемую рабочей, включено нагрузочное сопротивление Z(рис. 8.23, а). Обмотка постоянного тока является управляющей обмоткой wy. Когда к управляющей обмотке прикладывается постоянное напряжение, дроссель переходит в область насыщения, и его магнитная проницаемость резко уменьшается.
Индуктивность катушки переменного тока со сталью прямо пропорциональна магнитной проницаемости, т. е.
где а — коэффициент пропорциональности.
Уменьшение магнитной проницаемости вызывает уменьшение индуктивности обмотки переменного тока и, следовательно, снижение полного сопротивления цепи (Zn=wL) и увеличение тока в нагрузочном сопротивлении ZH. Мощность, расходуемая -на нагрузочном сопротивлении, значительно превышает мощность, затрачиваемую в цепи постоянного тока, что и характеризует усилительное действие прибора. Посредством незначительных по мощности (току или напряжению) сигналов в обмотке управления можно управлять значительными мощностями в рабочей цепи. Для предотвращения наведения в обмотке постоянного тока встречной переменной э. д. с. обмотки переменного тока включаются так, чтобы их магнитные потоки в сердечнике, на котором расположена обмотка постоянного тока, были направлены навстречу друг другу.
Основной характеристикой магнитного усилителя является коэффициент усиления по мощности
где РВЫХ — мощность выходная;
РУ — мощность управления;
Р0— мощность холостого хода, расходуемая на нагрузке при
отсутствии тока в обмотке управления. Обычно это
небольшая величина по сравнению с РВЫХ при номинальной нагрузке. . .
Коэффициент усиления современных магнитных усилителей достигает 106.
На рис. 8.24, а приведена статическая характеристика магнитного усилителя. Прямолинейный участок этой характеристики (ab) является рабочим участком.
Недостатком описанного усилителя является то, что он не реагирует на полярность сигнала. Между тем в схемах автоматического управления полярность сигнала часто имеет большое значение. В этом случае в магнитных усилителях применяют постоянное начальное подмагничивание (Iа) Такие усилители имеют две обмотки постоянного тока (рис. 8.23, б): одна для начального подмагничивания
получающая питание от постоянного источника тока, и вторая — управляющая 
В этом случае при отсутствии управляющего сигнала ток в обмотке переменного тока будет иметь некоторую постоянную величину, при появлении сигнала Iу величина переменного тока будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от полярности сигнала.
Постоянное подмагничивание магнитной цепи усилителя вызывает перемещение статической характеристики влево (рис. 8.24, б). На этой характеристике (рис. 8.24) точки а' и б' ограничивают рабочий участок, на котором при изменении тока управления от —I’у до +I’у можно получить разные значения тока в цепи нагрузки в пределах Iн1—Iн2.
Если необходимо, чтобы при отсутствии сигнала напряжение на выходе усилителя было равно нулю, а при изменении полярности управляющего сигнала обеспечивалось опрокидывание фазы.выходного напряжения
на 180°, применяют дифференциальные магнитные усилители (рис, .8.25). В дифференциальном магнитном усилителе два одинаковых дросселя через нагрузочное сопротивление подключены к двум равным секциям вторичной обмотки трансформатора.
Н
агрузочное сопротивление Z включается между средней точкой цепи обмоток переменного тока и средней точкой вторичной обмотки трансформатора Тр. При таком включении ток на нагрузочном сопротивлении равен разности между токами в обмотках переменного тока первого и второго дросселей. Фаза тока соответствует фазе большего по величине тока. Обмотки постоянного подмагничивания и управляющие обмотки обоих дросселей соединены между собой последовательно. Однако в одном дросселе магнитные потоки обмоток подмагничивания 
и управляющей 
по направлению совпадают и складываются, в другом (
и ) — направлены навстречу и вычитаются. При отсутствии
сигнала ток в нагрузочном сопротивлении Z равен нулю. При появлении сигнала положительной полярности в нагрузочном сопротивлении появляется ток. При перемене полярности управляющего сигнала происходит опрокидывание фазы выходного напряжения на 180°.
С
целью увеличения коэффициента усиления магнитных усилителей применяют схемы усилителей с обратной связью. В этих схемах' обмотка начального подмагничивания получает питание от цепи переменного тока через полупроводниковый выпрямитель, собранный по мостовой схеме (рис. 8.26). При этом, даже при отсутствии сигнала в управляющей обмотке, создается подмагничива
ние дросселя. При появлении сигнала подмагничивание усиливается. Схемы магнитных усилителей с обратной связью значительно более чувствительны к изменениям управляющего сигнала и для управления выходным током требуются значительно меньшие изменения тока управляющего сигнала. В этой схеме подмагничивание осуществляется посредством обмоток обратной связи woc(внешняя обратная связь).
На рис. 8.27 приведена принципиальная электрическая. схема дифференциального магнитного усилителя с внутренней оболочной связью. Здесь подмагничивание создается также за счет образования связи, которая возбуждается непосредственно в рабочих обмотках wocпеременного тока. Обе обмотки переменного тока соединены параллельно. Для создания обратной связи в цепи обмоток переменного тока вводятся однополупериодные полупроводниковые выпрямители. Выпрямители включены так, чтобы их постоянные составляющие совпадали по направлению с постоянными составляющими тока в обмотке wyуправляющего сигнала.
Магнитные усилители имеют широкое применение в схемах автоматического управления. Они просты и надежны в эксплуатации допускают значительные перегрузки, могут работать при колебаниях напряжения в пределах от 20 до 30% номинального, не имеют подвижных частей, не чувствительны к вибрации и ударам, не требуют предварительной подготовки к работе, могут применяться в помещениях со значительной влажностью и пожаро - и взрывоопасных, не требуют постоянного ухода и имеют большой срок
службы. Все это делает магнитные усилители очень удобными для использования их в судовых условиях. Недостатком магнитных усилителей является их некоторая инерционность.
Постоянная времени магнитных усилителей малой мощности и повышенной частоты имеет величину порядка сотых долей секунды. Однако у мощных усилителей постоянная времени при частоте 5Э гц может достигать нескольких секунд. Далее, вследствие нелинейности кривой намагничивания насыщенных сердечников усилителей возможно некоторое искажение формы кривой тока нагрузки. Наконец, магнитные усилители при частоте тока 50
Величина искомого первичного тока равна произведению вторичного тока на коэффициент трансформации. Чтобы обеспечить постоянство отношений токов, трансформаторы должны иметь малые значения индукции, т. е. небольшое насыщение. В противном случае резко возрастет намагничивающий ток, I0 и отношение токов не будет удовлетворять вышеуказанному равенству. При этом возрастет погрешность трансформатора. Трансформаторы тока рассчитываются на вторичный номинальный ток, равный 5 а.Шкалы амперметров, включаемых в сеть через трансформаторы тока, градуируются непосредственно на ток нагрузки.
Сварочные трансформаторы подобны силовым трансформаторам. Их характерной особенностью является вторичное напряжение порядка 60—70 в и способность работать в режиме, близком к режиму короткого замыкания. Для регулирования величины сварочного тока в цепь сварочного трансформатора обычно включается реактор (рис. 8.22), представляющий собой реактивную катушку с раздвижным сердечником. Изменяя величину воздушного зазора, можно очень плавно менять величину магнитного потока, т. е. величину индуктивного сопротивления в цепи. Сварочные трансформаторы имеют круто падающую внешнюю характеристику.
Магнитные усилители. Магнитный усилитель является статическим электромагнитным аппаратом, широко применяемым в схемах автоматического регулирования. Принцип действия магнитных усилителей основан на использовании нелинейности кривой намагничивания ферромагнитных материалов, применяемых в качестве магнитопроводов усилителей. Простейший магнитный усилитель представляет собой дроссель насыщения, состоящий из стального сердечника и двух обмоток; постоянного
и переменного и токов. Последовательно в обмотку переменного тока называемую рабочей, включено нагрузочное сопротивление Z(рис. 8.23, а). Обмотка постоянного тока является управляющей обмоткой wy. Когда к управляющей обмотке прикладывается постоянное напряжение, дроссель переходит в область насыщения, и его магнитная проницаемость резко уменьшается.Индуктивность катушки переменного тока со сталью прямо пропорциональна магнитной проницаемости, т. е.
где а — коэффициент пропорциональности.
Уменьшение магнитной проницаемости вызывает уменьшение индуктивности обмотки переменного тока и, следовательно, снижение полного сопротивления цепи (Zn=wL) и увеличение тока в нагрузочном сопротивлении ZH. Мощность, расходуемая -на нагрузочном сопротивлении, значительно превышает мощность, затрачиваемую в цепи постоянного тока, что и характеризует усилительное действие прибора. Посредством незначительных по мощности (току или напряжению) сигналов в обмотке управления можно управлять значительными мощностями в рабочей цепи. Для предотвращения наведения в обмотке постоянного тока встречной переменной э. д. с. обмотки переменного тока включаются так, чтобы их магнитные потоки в сердечнике, на котором расположена обмотка постоянного тока, были направлены навстречу друг другу.
Основной характеристикой магнитного усилителя является коэффициент усиления по мощности
где РВЫХ — мощность выходная;
РУ — мощность управления;
Р0— мощность холостого хода, расходуемая на нагрузке при
отсутствии тока в обмотке управления. Обычно это
небольшая величина по сравнению с РВЫХ при номинальной нагрузке. . .
Коэффициент усиления современных магнитных усилителей достигает 106.
На рис. 8.24, а приведена статическая характеристика магнитного усилителя. Прямолинейный участок этой характеристики (ab) является рабочим участком.
Недостатком описанного усилителя является то, что он не реагирует на полярность сигнала. Между тем в схемах автоматического управления полярность сигнала часто имеет большое значение. В этом случае в магнитных усилителях применяют постоянное начальное подмагничивание (Iа) Такие усилители имеют две обмотки постоянного тока (рис. 8.23, б): одна для начального подмагничивания
получающая питание от постоянного источника тока, и вторая — управляющая В этом случае при отсутствии управляющего сигнала ток в обмотке переменного тока будет иметь некоторую постоянную величину, при появлении сигнала Iу величина переменного тока будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от полярности сигнала.Постоянное подмагничивание магнитной цепи усилителя вызывает перемещение статической характеристики влево (рис. 8.24, б). На этой характеристике (рис. 8.24) точки а' и б' ограничивают рабочий участок, на котором при изменении тока управления от —I’у до +I’у можно получить разные значения тока в цепи нагрузки в пределах Iн1—Iн2.
Если необходимо, чтобы при отсутствии сигнала напряжение на выходе усилителя было равно нулю, а при изменении полярности управляющего сигнала обеспечивалось опрокидывание фазы.выходного напряжения
на 180°, применяют дифференциальные магнитные усилители (рис, .8.25). В дифференциальном магнитном усилителе два одинаковых дросселя через нагрузочное сопротивление подключены к двум равным секциям вторичной обмотки трансформатора.
Н
агрузочное сопротивление Z включается между средней точкой цепи обмоток переменного тока и средней точкой вторичной обмотки трансформатора Тр. При таком включении ток на нагрузочном сопротивлении равен разности между токами в обмотках переменного тока первого и второго дросселей. Фаза тока соответствует фазе большего по величине тока. Обмотки постоянного подмагничивания и управляющие обмотки обоих дросселей соединены между собой последовательно. Однако в одном дросселе магнитные потоки обмоток подмагничивания и управляющей по направлению совпадают и складываются, в другом ( и ) — направлены навстречу и вычитаются. При отсутствии сигнала ток в нагрузочном сопротивлении Z равен нулю. При появлении сигнала положительной полярности в нагрузочном сопротивлении появляется ток. При перемене полярности управляющего сигнала происходит опрокидывание фазы выходного напряжения на 180°.
С
целью увеличения коэффициента усиления магнитных усилителей применяют схемы усилителей с обратной связью. В этих схемах' обмотка начального подмагничивания получает питание от цепи переменного тока через полупроводниковый выпрямитель, собранный по мостовой схеме (рис. 8.26). При этом, даже при отсутствии сигнала в управляющей обмотке, создается подмагничива
ние дросселя. При появлении сигнала подмагничивание усиливается. Схемы магнитных усилителей с обратной связью значительно более чувствительны к изменениям управляющего сигнала и для управления выходным током требуются значительно меньшие изменения тока управляющего сигнала. В этой схеме подмагничивание осуществляется посредством обмоток обратной связи woc(внешняя обратная связь).
На рис. 8.27 приведена принципиальная электрическая. схема дифференциального магнитного усилителя с внутренней оболочной связью. Здесь подмагничивание создается также за счет образования связи, которая возбуждается непосредственно в рабочих обмотках wocпеременного тока. Обе обмотки переменного тока соединены параллельно. Для создания обратной связи в цепи обмоток переменного тока вводятся однополупериодные полупроводниковые выпрямители. Выпрямители включены так, чтобы их постоянные составляющие совпадали по направлению с постоянными составляющими тока в обмотке wyуправляющего сигнала.
Магнитные усилители имеют широкое применение в схемах автоматического управления. Они просты и надежны в эксплуатации допускают значительные перегрузки, могут работать при колебаниях напряжения в пределах от 20 до 30% номинального, не имеют подвижных частей, не чувствительны к вибрации и ударам, не требуют предварительной подготовки к работе, могут применяться в помещениях со значительной влажностью и пожаро - и взрывоопасных, не требуют постоянного ухода и имеют большой срок
службы. Все это делает магнитные усилители очень удобными для использования их в судовых условиях. Недостатком магнитных усилителей является их некоторая инерционность.
Постоянная времени магнитных усилителей малой мощности и повышенной частоты имеет величину порядка сотых долей секунды. Однако у мощных усилителей постоянная времени при частоте 5Э гц может достигать нескольких секунд. Далее, вследствие нелинейности кривой намагничивания насыщенных сердечников усилителей возможно некоторое искажение формы кривой тока нагрузки. Наконец, магнитные усилители при частоте тока 50