Главная - Литература

0 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

§ 14-6}

Специальные устройства с магнитными цепями

стальнымсердечникомпри наличии постоянного подмагничивания (см. § 14-4).

14-6а. Дроссели насыщения. В дросселях насыщения степень насыщения сердечника регулируется с помощью управляющей обмотки, по которой протекает постоянный ток, изменяю-


Рис. 14-43. Дроссели насыщения с показанными направлениями мгновенных токов для определения направлений магнитных потоков.

щий индуктивность дросселя. Типичное расположение обмоток показано на рис. 14-43. Управляющие обмотки намотаны так, что наведенные в них переменные напряжения имеют противоположные напряжения и компенсируют друг друга, что уменьшает передачу энергии в управляющие обмотки. В схемах на рис. 14-43 переменный поток в любой момент времени

другого, в результате чего напряжения, наведенные в управляющих обмотках постоянного тока, будут иметь неодинаковые амплитуды и их компенсация не будет полной. Появится небольшой переменный ток, который будет протекать в обмотках постоянного тока. Однако в большинстве случаев этот ток не является нежелательным.

Дроссели насыщения применяются там, где требуется регулирующий элемент. Например, изменяя индуктивность дросселя насыщения, соединенного последовательно с нагрузкой и источником питания (рис. 14-43), можно изменять мощность, передаваемую в нагрузку. Дроссели насыщения-вносят значительные искажения в сигнал, приложенный к нагрузке, так что применение их должно быть ограничено в тех случаях, когда искажения формы волны недопустимы.

Скорость, с которой может изменяться управляющий ток, зависит от сопротивления и индуктивности управляющей цепи. Скорость изменения управляющего тока можно увеличить, если последовательно с управляющей обмоткой включить сопротивление, так как постоянная времени цепи равна/. ?. Добавление сопротивления потребует дополнительной мощности от управляющей цепи, и следовательно, уменьшение постоянной времени связано с потерей в коэффициенте усиления. Время реакции дросселя насыщения на мгновенное изменение управляющего тока ограничивается приблизительно одним периодом несущей частоты. Однако максимальная частота изменений управляющего напряжения при сохранении достаточно однородной характеристики управляющего тока обычно ограничивается примерно 10-20% несущей частоты из-за наличия постоянной времени цепи управления.

14-66. Дроссели насыщения с обратной связью. Дроссель насыщения с обратной связью имеет добавочную управляющую обмотку, через которую проходит положительный или отрицательный ток обратной связи. Постоянный ток-



Рис. 14-44. Магнитный усилитель с обратной связью, нагрузка которого работает на переменном токе.

будет одинаково направлен с постоянны*! потоком одной управляющей обмотки и противоположен постоянному потоку, действующему в другой управляющей обмотке. Соответственно в каждый данный момент времени мгновенные значения полных сопротивлений двух половин дросселя будут несколько отличаться одно от

обратной связи получается путем выпрямления тока нагрузки. Типичные схемы, в которых применяется положительная обратная связь, показаны на рис. 14-44 и 14-45. При положительной обратной связи выпрямленный ток нагрузки проходит через обмотку обратной связи так, что он складывается с постоянным током управ-



ляющей обмотки, благодаря чему создается большее усиление, чем в более простой схеме дросселя насыщения. При увеличении усиления растет время срабатывания и уменьшается линейность. В магнитных усилителях с положительной обратной связью может быть до-

ра выпрямить, то вся схема работает как усилитель постоянного тока.

Другая схема удвоения частоты показана на рис. 14-47. В этой схеме возникает разбаланс моста, когда прикладывается постоянное напряжение. Разбаланс моста вызывает выходное на-

: грОТгГ


Рис. 14-45. Магнитный усилитель с обратной связью, нагрузка которого работает на постоянном токе.


стегнуто усиление мощности от одной тысячи до нескольких сотен тысяч. Для усилителей с отрицательной обратной связью характерны большая линейность и несколько меньшие коэффициент усиления и время срабатывания.

14-6в. Удвоители частоты. Типичная схема, используемая для удвоения частоты или усиления постоянного тока, показана на рис. 14-46.

Вход ч


Выюд-Zf

Рис. 14-46. Схема из двух трансформаторов, служащая для получения переменного напряжения, пропорционального управляющему току.

Если во вторичной обмотке не проходит управляющий ток, то мгновенные напряжения, наводимые в обеих вторичных обмотках, равны по величине и противоположны по направлению. Поэтому выходное напряжение равно нулю. При прохождении постоянного тока во вторичных обмотках сердечники обоих трансформаторов достигают определенной степени насыщения. Так как управляющий ток во вторичных обмотках трансформаторов течет в противоположных направлениях, то в одном трансформаторе возникает магнитный поток при отрицательной амплитуде напряжения, а в другом - при положительной. Мгновенные значения напряжений, наводимые во вторичных обмотках, при этих условиях не точно одинаковы, и на выходе будет составляющая сигнала с двойной частотой, которая может быть выделена с помощью полосового фильтра. В достаточно большом диапазоне частот амплитуда выходного сигнала может быть сделана пропорциональной величине управляющего тока. Если сигнал переменного тока, полученный после полосового фильт-

пряжение с удвоенной частотой возбуждения. Фаза и амплитуда выходного напряжения зависят от полярности и величины управляющего тока.


Симметричные индуктивности +

Рис. 14-47. Удвоитель частоты, использующий мостовую схему. Выходное напряжение пропорционально величине постоянного управляющего напряжения. Полярность управляющего напряжения определяет фазу выходного напряжения.

Вхо8~Г

Bbaod-N

у °Дмплитуднвв -и

фазовый j детектор

Выход

Рис. 14-48. Дискриминатор тока.

14-6г. Дискриминаторы тока. В схеме на рис. 14-47 фаза выходного напряжения будет переворачиваться при изменениях направления постоянного тока в управляющей обмотке. Отсюда следует, что в схеме на рис. 14-48 фаза выходного напряжения зависит от соотношения



величин и /2, так как эти токи текут в противоположных направлениях через одинаковое число витков. Если на выходе включить амплитудно-фазовый детектор, применяющий входное напряжение как опорное, то полярность выхода детектора будет показывать, какой постоянный ток больше, а амплитуда на выходе детектора будет пропорциональна разности величин Л и /2. Если требуется большая точность, то на выход фазового детектора можно включить усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом усиления. Выходное напряжение усилителя должно быть приложено к дополнительной управляющей обмотке так, чтобы оно создавало магнитный поток, противоположный по направлению потоку, вызываемому разностью h и /2. Ток обратной связи в этом случае почти точно равен разности между It и /2, если обмотка обратной связи имеет то же число витков, что и другие обмотки постоянного тока.

Если нормальные значения It и /2 неодинаковы, то числа витков двух управляющих обмоток выбирают такими, чтобы номинальные значения произведений тока на число витков создавали равные по величине и противоположные по направлению магнитные потоки.

Вход

К одной, фазе . двигателя


Рис. 14-49. Насыщающиеся трансформаторы, применяемые для управления двигателем.

14-бд. Насыщающиеся трансформаторы. Трансформаторы, соединенные так, как показано на рис. 14-49, обеспечивают управление скоростью и направлением вращения/1 двухфазного электродвигателя. Когда управляющий потенциометр установлен в среднем положении, так что через лампы Jli и Л« протекают одинаковые токи, выходное напряжение будет содержать только малую гармонику двойной частоты, недостаточную для того, чтобы вращать двигатель. Если потенциометр установлен в крайнем положении, помеченном буквой А, то через лампу Jli проходит большой ток, а лампа Л3 будет заперта. При этих условиях напряжение на верхнем трансформаторе будет больше, чем на нижнем, и соответственно выходные напряжения трансформаторов не будут взаимно

компенсированы. В результате появится выходное напряжение, приложенное к двигателю. Если управляющий потенциометр установлен в другом крайнем положении, то выходное напряжение, приложенное к двигателю, имеет противоположную фазу, так как выходное напряжение на верхнемтрансформаторе больше, чем на нижнем.

Другая схема, часто применяемая для управления двухфазным двигателем, показана на рис. 14-50. Здесь источник постоянного сме-


Рис. 14-50. Насыщающиеся трансформаторы, применяемые для управления маломощным двухфазным двигателем.

щения одинаково намагничивает сердечники обоих трансформаторов. Ток в управляющих обмотках, однако, создает дополнительное намагничивающее поле, которое в одном трансформаторе складывается с полем, возникшим от тока смещения, а в другом вычитается из него. Отсюда следует, что управляющий ток создает различие в степени намагничивания двух трансформаторов, вызывая переменное выходное напряжение. Полярность и величина управляющего тока определяют фазу и амплитуду выходного напряжения.

14-7. ИМПУЛЬСНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Прямоугольный импульс можно рассматривать как состоящий из бесконечного числа составляющих частот (см. гл. 22), имеющих различные амплитудные и фазовые соотношения. Следовательно, для передачи импульса без искажений трансформатор должен одинаково хорошо пропускать каждую из этих частот. Если предположить, что сопротивления источника и нагрузки неизменны как в течение, так и после импульса, то частотную характеристику трансформатора, требующуюся для обеспечения удовлетворительного пропускания прямоугольного импульса, можно приближенно найти по фор мулам:

600*

(14-20)

где Хи

допустимое снижение плоской части импульса;

/1 - нижний предел частоты на уровне 3 дб, гц;

/а - верхний предел частоты на уровне 3 дб, гц;



0 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



0.002