Магнитные усилители. Режимы работы дросселей насыщения

Режимы работы дросселей насыщения

1. Режим усиления мощности. Если рабочую обмотку дросселя насыщения подключить последовательно с по­требителем к напряжению сети, то при малых значениях тока управления (например, при I_у = 0) практически все напряжение сети теряется на дросселе и в цепи переменного тока благодаря боль­шому индуктивному сопротивлению рабочей обмотки дросселя идет малый ток. Следовательно, в этом случае мощность на потреби­теле мала.

2. Режим стабилизации тока. При работе дрос­селя насыщения в режиме стабилизации тока ток в цепи подмагничивания изменяют таким образом, чтобы величина переменного тока, проходящего через дроссель и потребитель, оставалась неизменной при колебаниях сетевого напря­жения или изменениях сопро­тивления потребителя.

3. Режим магнитного усилителя. При работе в режиме магнитного усилителя для случая, когда сопротивление потребителя во много раз меньше индуктивного сопротивления рабочей обмотки, траектория рабочей точки на вольтамперных характеристиках дросселя насыщения будет выражаться прямой, параллельной оси абсцисс.

Во всех разобранных режимах работы дросселя насыщения его выгодно эксплуатировать только в пределах прямолинейных участ­ков динамических характеристик, так как при заходе в криволи­нейную область трудно создать устройства, обеспечивающие не­обходимые изменения тока управления.

В стабилизаторах с дросселями насыщения широкое распро­странение получили магнитные усилители. По роду тока, полу­чающегося на выходе, они подразделяются на магнитные усилители с выходом на переменном токе (рис. 1, а) и на магнитные усилители с выходом на постоянном токе (рис. 1, б).

~

Рисунок 38 - Схемы магнитных усилителей с выходом на переменном токе (а) и с выходом на

постоянном токе (б); в — нагрузочная харак­теристика магнитного усилителя

Нагрузочные характеристики. Свойства магнитных усилите­лей обычно характеризуются зависимостью тока нагрузки (I_н) от тока управления (I_у) при неизменном значении питающего напряжения и определенном значении сопротивления нагрузки. Кривые зависимости I_н = ƒ(I_у) носят название нагрузочных харак­теристик магнитных усилителей. На рис. 1, визображена на­грузочная характеристика простейшего магнитного усилителя, имеющего одну обмотку подмагничивания. Часто по осям коорди­нат откладывают не значения токов, а напряженность поля Н или полные ампервитки (I-W).

Нагрузочная характеристика симметрична относительно оси ординат, т. е. величина тока нагрузки определяется только аб­солютным значением тока управления. При отсутствии тока управления

(I_у= 0) дроссель работает в режиме холостого хода и через сопротивление нагрузки проходит начальный ток I₀. В этом случае напряжение на дросселе практически равно напряжению источника питания и поэтому увеличение этого напряжения при­водит к росту начального тока I₀. В практических условиях используется только прямолинейный участок характеристики (участок АВ), величина которого тем больше, чем меньше сопро­тивление нагрузки (АВ">АВ> АВ'). Ордината точки В опреде­ляет максимальную величину тока нагрузки I_{н макс}, а абсцисса этой точки определяет значение тока управления I_{у макс}, соот­ветствующее току нагрузки I _{н макс}.

При работе в режиме максимального тока нагрузки падение напряжения на дросселе обычно равно или несколько меньше па­дения напряжения на сопротивлении нагрузки.

Усилительные свойства магнитных усилителей характери­зуются коэффициентом усиления по мощности (К) или коэффи­циентом усиления по току (Кi,). Для случая чисто активной нагрузки величина коэффициента усиления по току для прямолинейного участка характеристики остается неизменной и определяется крутизной характеристики.

Обратная связь. Для повышения коэффициента усиления в магнитных усилителях применяется положительная обратная связь. Осуществляется обратная связь введением в дроссель до­полнительной обмотки обратной связи. Обмотка обратной связи выполняется таким образом, чтобы создаваемые ею ампервитки совпадали по направлению с ампервитками обмотки управления, вследствие чего результирующие ампервитки постоянного подмагничивания будут равны сумме ампервитков обмоток обратной связи и управления. Так как боль­шая часть результирующих ампервитков подмагничивания соз­дается обычно обмоткой обратной связи, то величина тока управле­ния в обмотке w может быть значительно снижена по сравнению с током управления при отсутствии обмотки положительной об­ратной связи. С введением обратной связи нагрузочная характеристика ста­новится несимметричной относительно оси ординат, при этом кру­тизна правой ветви характеристики становится больше, а кру­тизна левой ветви - меньше. Объясняется это тем, что для пра­вой ветви ампервитки обмоток управления и обратной связи имеют одинаковые знаки, т. е. имеет место положительная обратная связь, а для левой ветви их знаки противоположные и связь становится отрицательной.

Рисунок39 Схемы включения обмоток положительной обратной

Дата добавления: 2014-12-10