§ 7 Электро-магнитные бесконтактные электронные аппараты
§ 7.1. Реактор (дроссель насыщения без подмагничивания)
Основой эл. магнитных аппаратов является реактор насыщения, который на схемах обозначается TS.
Простейший TS – магнитопровод с обмоткой переменного тока и работающий в режиме, когда 1 часть полупериода он не насыщен, а другую часть этого полупериода находится в насыщенном состоянии. Магнитопровод TS выполняется из феромагнитного материала с прямоугольной петлёй гистерезиса (ППГ).
Схема включения ТS и временные диаграммы представлены на рисунке 7.1.
Анализ работы реактора TS проведён при следующих допущениях.
1. Материал магнитопровода обладает идеальной петлёй гистерезиса
при
при
2. Нагрузка активная, а сопротивление обмотки =0.
Уравнение баланса
U рассматриваемой цепи
При перемагничивании
сердечника, когда
,
(1)
Практически не зависит от материала сердечника и частоты
при
-
угол насыщения сердечника.
При этом работа
дросселя насыщения в течении полупериода
распадается на два диапазона, при 1)
идёт перемагничивание сердечника, т.е
,
,
,
.
2)
в
насыщенном состоянии
,
,
.
Уравнение (1) справедливо и для средних значений за полупериод
.
изменение
индукции в сердечнике за полупериод,
чем больше Е тем
изменение
,
ЭДС при котором
-
перемагничивание от
до
При
перемагничивание сердечника происходит
по полному циклу петли гистерезиса, т.е
циклу петля гистерезиса, т.е
.
Реактор насыщения работает в режиме
бесконтактного ключа подсоединяя
нагрузку к источнику питания, в
определённый момент каждого полупериода
=
.
Изменяя ЭДС
источника можно регулировать угол
,
а следов-но эфективно регулировать
действующее значение U и
при Е
.
З
ависимость
на рис 7.2
§ 7.2 Дроссель насыщения с намагничиванием. Дроссельный магнитный усилитель (дму).
Эл.схема дросселя
насыщения с подмагничиванием на рис.
7.8а. Отличается от схемы дросселя
насыщения без подмагничивания
дополнительной обмоткой
по
которой протекает постоянный
.
Эта обмотка называется обмоткой
управления.
–
рабочая обмотка.
позволяет
значительно проще и легче регулировать
угол насыщения
сердечника.
Чем больше
подмагничивание тем
,
,
и
.
Данное устройство позволяет при помощи
небольшой мощности расходуемой в цепи
управления управлять значительной
мощностью в рабочей цепи, поэтому данное
устройство называют дроссельным
магнитным устройством. Действие ДМУ
поясняют временные диаграммы идеального
ДМУ на рис 7.7
Под идеальным ДМУ дроссельный магнитный усилитель из материала с идеальной ПП2. При этом кол-во W рабочей обмотки и сечение магнитопровода расчитывается так, чтобы
–
индукция насыщения
Т.о изменяя
подмагничивающий ток
от 0 до
угол насыщения
будет изменятся от
до 0, при этом будет вырастать среднее
и действующее значение выходного
сигнала.
Зависимость вых. сигнала от входного – характеристика управления представлена на рис 7.8б – реальная характеристика. Т.о. дроссель насыщения с подмагничиванием работает в режиме управляемого синхронного ключа с усилительным эффектом. Рассмотренный ДМУ имеет 2 недостатка: 1) трансформация тока в рабочей цепи в цепь управления, это нарушает данный режим работы 2) сильное искажение формы рабочего тока. Такой по форме ток содержит постоянную составляющую и гармоники 1, 2 устраняются частично при выполнении ДМУ на двух сердечниках или одном Ш образном рис 7.9.
При таком включении в 1-ый полупериод потоки совпадают в одном сердечнике, а в другом они направлены встречно. В следующий полупериод сердечники меняются местами. В результате в любой полупериод действие ДМУ на рабочую цепь одинаковое. Кривая i становится симметричной относительно t.
