12. Дроссельный усилитель: конструкция.

Дроссельным называется МУ, по рабочим обмоткам которого протекает переменный ток. Конструктивно дроссельные МУ выполняются на двух одинаковых магнитопроводах стержневого типа

На каждом магнитопроводе размещаются полуобмотки рабочей обмотки и и обмотки управления и . Полуобмотки рабочей обмотки включаются согласно, а обмотки управления – встречно. За счёт индуктивной связи между рабочими и полуобмотками управления в последних индуктируются ЭДС, которые равны по величине, но сдвинуты по фазе на 180^º. Их сумма равна нулю е_у1-е_у2=0, а поэтому цепь обмотки управления не потребляет энергии из цепи рабочей обмотки.

При качественном анализе процессов в МУ делаем допущение, что материал его магнитопровода имеет идеальную кривую намагничивания, изображенную на следующем рисунке:

До насыщения материала магнитопровода МУ результирующая МДС его обмоток равна нулю или .

Свойство МУ изменять сопротивление рабочей обмотки переменному току при изменении величины тока в обмотке управления позволяет их использовать в качестве регуляторов переменного напряжения.

К недостаткам МУ можно отнести их большую массу и габаритные размеры, а также изменение формы усиливаемого переменного тока за счёт работы на нелинейном участке вебер – амперной характеристики.

13. Выпрямительные устройства. Основные понятия, определение. Назначение, классификация, параметры выпрямительных устройств.

Наиболее распространенным источником постоянного тока является выпрямитель – устройство, преобразующее переменный ток в постоянный.

Выпрямитель в большинстве случаев состоит из следующих элементов:

Силовой трансформатор служит для повышения или понижения напряжения сети до нужной величины. Схема выпрямления состоит из одного или нескольких вентилей, обладающих односторонней проводимостью тока и выполняющих основную функцию выпрямителя – преобразование Вентилем называется прибор, обладающий высокой проводи­мостью (малым сопротивлением) для тока одного (прямого) на­правления и малой проводимостью (большим сопротивлением) для тока противоположного (обратного) направления.

Вентили могут быть разделены на ионные и электронные (кенотроны и полупроводнико­вые), на неуправляемые и управляемые. К ионным вентилям относятся газотроны, тира­троны, ртутные вентили, игнитроны и экситроны. К электронным вентилям относятся кенотроны и полупроводниковые вентили.

С точки зрения применения полупроводниковых неуправляемых вентилей в выпрямителях важны их следующие эксплуатационные параметры:

1. Номинальный рабочий ток I_ср.доп представляет собой сред­нее значение выпрямленного синусоидального тока частотой 50 Гц, протекающего через вентиль при его работе в однополупериодной схеме на активную

2. Наибольшее допустимое обратное напряжение (амплитуда) U_{обр.доп} которое вентиль может выдержать длительно. Величина U_{обр.доп} определяется из классификационных характеристик.

3. Прямое падение напряжения на вентиле U_пр величины U_пр, полученной по статическим характеристикам при том же токе.

4. Динамическое сопротивление вентиля

5. Обратный ток I_обр — величина тока, проходящего через вен­тиль в обратном направлении при приложении к нему обратного напряжения.

6. Максимальная мощность, которая может быть рассеяна вентилем — P_в.доп.

Вентили в схемах выпрямления характеризуются следующими параметрами: средним значением тока вентиля I_ср; действующим значением тока вентиля I_в; амплитудой тока в вентиле I_вт; ампли­тудой обратного напряжения U_обр.т, средней мощностью, рассеи­ваемой вентилем за период Р_в .

14. Анализ выпрямленного напряжения идеализированного выпрямителя: вычисление средней составляющей выпрямленного напряжения, переменные составляющие выпрямленного напряжения. Типы нагрузок выпрямителей и выпрямительных блоков. (1)

В соответствии с разложением периодической функции в ряд Фурье её среднее значение определяется площадью, ограниченной рассматриваемой функцией за период повторяемости, отнесенной к величине периода.

Для функции u_d(t) с периодом Т_п можно записать:

.

В идеализированном выпрямителе синусоидального напряжения функция u_d(ωt) образуется из фрагментов синусоиды. Так, для кривы

х, показанных на рисунке:

Рис. 8.

можно записать:

:

где U_m, U – амплитудное и действующее значения синусоидальной функции;

р – коэффициент изменения частоты (периода) или коэффициент пульсности.

Для кривой, изображенной на рис. 8 б), соответствующей диаграмме выпрямленного напряжения многопульсного управляемого выпрямителя в отличии от предыдущего случая а) пределы изменились:

.

Переносом начала координат, как показано штриховой линией на рис. 8 функцию u_d(ωt) можно представить чётной и выразить в виде:

, при .

Это выражение является более общим представлением функции, пригодной как для управляемых, так и неуправляемых выпрямителей. В последнем случае следует принять α=0.

При подстановке последнего выражения в первое уравнение и после тригонометрических преобразований решение для U₀приводится к виду.

а) для регулируемых выпрямителей (α≠0):

;

б) для нерегулируемых выпрямителей (α=0):

.

Амплитуда переменной составляющей κ – й гармоники выпрямленного напряжения:

.

.

Для работы выпрямителей принципиальное значение имеет характер нагрузки, включенной на выходе выпрямителя, то есть схема сглаживающего фильтра. На рис. 9 показаны формы токов в фазе двухполупериодной схемы выпрямителя со средним выводом обмотки при питании от сети переменного напряжения синусоидальной формы: Рис. 9.

Форма тока при работе на фильтр, начинающийся с ёмкости, показана под пунктом б), на фильтр, начинающийся с индуктивности – под пунктом в); на активную нагрузку без фильтра - под пунктом г).

Выпрямители с ёмкостной реакцией используются в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей. Выпрямители с индуктивным фильтром применяются в широком диапазоне выпрямленных напряжений при мощностях от десятков ватт до нескольких киловатт и при токах свыше 1 А. Выпрямители без сглаживающего фильтра применяются сравнительно редко в тех случаях, когда пульсация напряжения на нагрузке не имеет существенного значения.