§ 25.4. Трехфазные магнитные усилители

Трехфазные магнитные усилители обычно используются для управ­ления исполнительными устройствами систем автоматики при пи­тании от промышленной сети трехфазного переменного тока. Они могут питать нагрузку переменного или постоянного тока.

Трехфазные магнитные усилители с выходным переменным то­ком чаще всего применяются для регулирования частоты вращения трехфазных асинхронных электродвигателей (это, кстати, наиболее . распространенный потребитель электроэнергии в народном хозяйст­ве) и для стабилизации напряжения трехфазных источников питания.

Трехфазные магнитные усилители с выходным постоянным то­ком обеспечивают по сравнению с однофазными усилителями зна-

чительное уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения, по­вышение КПД, равномерную загрузку фаз питающей сети.

Трехфазные магнитные усилители представляют собой три оди­наковых однофазных магнитных усилителя, рабочие обмотки кото­рых подключаются к трехфазной сети по схеме «звезда» или «тре­угольник». При этом на каждую фазу может приходиться по одному или по два сердечника. Соответственно с этим различают трехфаз­ные усилители на трех сердечниках (трехдроссельные) и на шести сердечниках (шестидроссельные).

На рис. 25.9 показаны схемы трехфазных усилителей с выход­ным постоянным током. В каждой фазе схемы по рис. 25.9, а имеет­ся однотактный однополупериодный усилитель на одном сердечни­ке, общая нагрузка R_H включается в нулевой провод. Основное до­стоинство этой схемы заключается в простоте и дешевизне конструкции усилителя, что обусловлено малым числом элементов. Существенными недостатками усилителя на трех сердечниках по сравнению с усилителем на шести сердечниках (рис. 25.9, 6) явля­ются более низкий КПД и более значительные пульсации выпрям­ленного напряжения на нагрузке. В схеме (рис. 25.9, б) высокий КПД и малые пульсации выходного напряжения обеспечиваются благодаря двухполупериодному выпрямлению тока в каждой из фаз.

В схеме с тремя сердечниками допустимо только последователь­ное соединение всех трех обмоток управления. Однако при этом в обмотках управления наводится напряжение тройной частоты (из-за несинусоидальности тока в рабочих обмотках при насыщении сер­дечников). В схеме с шестью сердечниками удается довольно успешно бороться с наведенным напряжением повышенной часто-

ты. Например, в схеме на рис. 25.9, б используется параллельное со­единение трех пар обмоток управления и последовательное соеди­нение обмоток управления пары сердечников в каждой фазе. В этом :рлучае в каждой паре обмоток управления w_y, относящихся к одной фазе, индуцируются четные гармоники ЭДС. При этом вторые (са­мые крупные) гармоники ЭДС одной пары обмоток w_y сдвинуты по фазе на 120 или 240° относительно этих же гармоник двух других пар обмоток w_y. При параллельном соединении отдельных пар об­моток управления, как это сделано в схеме по рис. 25.9, 6, четные гармоники тока могут свободно циркулировать по этим обмоткам, не оказывая влияния на источник входного сигнала. Напряжение удвоенной частоты на зажимах обмоток управления будет неболь­шим, а характеристика «вход-выход» /_н =/(/_у) будет такой же линей­ной, как у обычных однофазных усилителей. В усилителе на трех сердечниках зависимость /_н =/(/_у) имеет нелинейный характер.

На рис. 25.10 показан однотактный (нереверсивный) трехфаз­ный усилитель, предназначенный для регулирования частоты вра­щения асинхронного электродвигателя М. Последовательно с каж­дой фазой обмотки статора двигателя включается однофазный маг­нитный усилитель. Следовательно, нагрузкой для каждого однофазного усилителя является соответствующая обмотка статора. При этом рабочая обмотка рассчитывается на фазное напряжение. Магнитный усилитель позволяет регулировать напряжение на зажи­мах статора. При уменьшении напряжения на двигателе снижается его скорость, правда довольно незначительно. Заметим, что для ре­гулирования скорости асинхронного двигателя в широких пределах используются другие схемы (с переключением числа пар полюсов при ступенчатом регулировании, с тиристорными преобразователя­ми частоты питания при плавном регулировании).

Возможно применение трехфазных магнитных усилителей и для автоматизации пуска асинхронных двигателей, когда усилитель включается в комбинации с релейно-контакторной аппаратурой.

Контрольные вопросы