2.4.Электромагнитные сифу

Электромагнитные СИФУ обладают тем преимуществом по сравнению с полупроводниковыми, которое заключается в том, что управляющие импульсы обладают достаточной амплитудой и не требуют усиления.

Однако это преимущество имеет обратную сторону, которая заключается в большей энергоемкости электромагнитных СИФУ, которая выражается в потребление электроэнергии порядка 6…8 Вт на управляемый вентиль.

Недостаток

неудовлетворительные массогабаритные показатели

Преимущество

высокая чувствительность

2.4.1.Электромагнитные фсу

В качестве электромагнитных ФСУ применяют в основном два типа устройств:

1. маломощная асинхронная машина с заторможенным ротором (это устройство позволяет изменять фазу выходного сигнала)

2. мостовое фазосдвигающее устройство(рис.25графического прил.).

Вторичная обмотка входного трансформатора состоит из двух одинаковых полуобмоток, рис. 25 графичесого приложения, образующих вместе с индуктивным L и активным сопротивлением R плечи моста.Выходное напряжение ФСУ снимается с диагонали моста т.a.в.

U₂=U_вх= (1)

Для внешнего контура мостовой схемы уравнение по второму закону имеет вид:

U₂=U_L+U_R, (2)

Построим векторную топографическую диаграмму фазосдвигающего устройства ФСУ используя уравнения (1) и (2) рис. 25 графичесого приложения

Обозначим угол между векторами . Тогда при изменении индуктивности катушки L (она переменная) в пределах от 0 до , угол будет изменятся в пределах 0≤ ≤180 (теоретически), а практически 0≤ ≤120.

2.4.2.Электромагнитный формирователь импульсов

Учитывая то, что входное напряжение электромагнитных СИФУ представляет из себя в чистом виде напряжение сети и является практически синусоидальным, задача формирования формы управляющего импульса представляется весьма актуальной.

Задачей ФИ таких устройств является обеспечение необходимой крутизны переднего фронта. В качестве формирователей обычно применяют два вида устройств,

- пик- трансформаторы представлены на рисунке (27) справа.

-пик- дроссели. представлены на рис (26) слева

Пик- трансформатор представляет из себя обычный двухобмоточный трансформатор (напряжения) с сердечником изготовленным из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Особенность таких трансформаторов заключается в том, что при нарастании тока в первичной обмотке сердечник насыщается практически мгновенно, т.е. длительность насыщения составляет доли микросекунд и соответственно изменение магнитного потока происходит в течение малого промежутка времени .

Поэтому выходное напряжение (напряжение вторичной обмотки трансформатора) будет иметь форму прямоугольных импульсов малой продолжительности, то есть кратковременные импульсы.

Принцип действия проиллюстрирован на временных диаграммах рис(27б), рис(27в).

Рис (27б) – входное напряжение (напряжение в первичной обмотке трансформатора), рис.(27в) – выходное напряжение.

Длительность насыщения соответствует ширине импульса рис (27в) т.е. => .

пик-дроссель Основным элементом пик-дросселя является пик- дроссель, который представляет из себя индуктивную катушку с сердечником из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

Входное напряжение (напряжение сети) подается на цепь с последовательно соединенными пик-дросселем и резистивным элементом R и соответственно его можно записать

U_вх = U_L+U_R

Выходное напряжение снимается с резистивного элемента

U_вых = U_R

В течение времени, за которое происходит насыщение сердечника пик-дросселя, скорость изменения магнитного потока в сердечнике пик-дросселя будет большой и соответственно в течение этого промежутка времени, индуктивное сопротивление пик-дросселя будет намного больше, чем активное сопротивление резистора

X_L>>R.

При этих условиях выходное напряжение будет практически равно нулю

U_вых=U_R=0

После насыщения сердечника соотношение X_L и R изменяется в противоположную сторону X_L<<R и соответственно выходное напряжение будет равняться входному и при этом будет иметь практически вертикальную форму переднего фронта (рис. 27в).

Если сравнить преимущества и недостатки пик-трансформатора и пик-дросселя, необходимо отметить, что при практически одинаковом качестве выходного импульса (управляющего импульса), пик-дроссель обладает значительно лучшими ценовыми качествами.