Файл: Миловзоров, В. П. Электромагнитные устройства автоматики учебник.pdf

оказывается такое автоматическое воздействие, благодаря которому эта разность напряжений уменьшается до заранее рассчитанной допу­ стимо малой величины. В стабилизаторе тока на элементы стабилиза­ тора воздействует разность между фактическим и заданным токами

в нагрузке.

Такой стабилизатор состоит из следующих основных элементов (рис. 7.16, а)\ измерительного, обнаруживающего отклонения выход­ ной стабилизируемой величины от заданного значения; усилитель­ ного, который усиливает обнаруженную разность напряжений или то­ ков, и исполнительного, с помощью которого компенсируется измене­ ние напряжения сети.

клонению

Эти стабилизаторы, представляющие собой систему автоматическо­ го регулирования, которая работает по принципу отклонения, назы­ вают еще к о м п е н с а ц и о н н ы м и . Однако термин «стабили­ затор по отклонению» точнее отражает принцип работы данного вида стабилизаторов. Эталонными источниками напряжения часто служат параметрические стабилизаторы небольшой мощности, выходное напря­ жение которых является тем эталоном, с которым сравнивается UCT мощного стабилизатора.

Усилительными и исполнительными элементами стабилизаторов могут быть электронные лампы, транзисторы, магнитные усилители, тиристоры, реостаты с перемещаемым движком и т. п.

В стабилизаторах напряжения цепей переменного тока, работаю­ щих по принципу отклонения, в качестве исполнительных и усилитель­ ных элементов удобно использовать магнитные усилители.

Нарве. 7.17, а показан магнитный усилитель, одновременно выпол­ няющий в стабилизаторе роль усилительного и исполнительного элемента. Его рабочие обмотки включены последовательно с первич­ ной обмоткой силового трансформатора Тр, от которого через выпрями­ тель В и фильтр Ф стабилизированное напряжение £/ст поступает к нарузке.

Измерителем отклонения выходного напряжения служат обмотки управления wyl и wy2, включенные встречно и питающиеся от ІІСТ через линейное R„ и нелинейное Rlfll сопротивления. Нелинейными

160

Если коэффициент усиления

то очевидно, что чем выше коэффициент усиления kv , тем меньше отклонение АІІСТ при неизменной рабочей области стабилизатора, которая определяется АUMy. Повышая чувствительность измеритель­ ного устройства и включая в схему предварительные каскады усили­ телей, можно довести ku до нескольких сотен, что соответствует под­ держанию (Уст = const с точностью до десятых долей процента. При­ менение усилителей с самонасыщением также способствует повышению точности стабилизации.

Рис. 7.18. Кривые намагничивания (о) и векторная диа­ грамма (б) магнитного усилителя для стабилизатора на­ пряжения

Если стабилизируется выходное напряжение переменного тока, то в качестве нелинейного сопротивления в измерительном устройстве можно применять насыщенный дроссель.

Если нагрузка стабилизатора увеличится от нуля до номинального значения, то будет изменяться и ток в первичной цепи трансформатора. Протекая по ра­ бочим обмоткам усилителя, этот ток способствует переводу характеристики уси­ лителя с одной кривой намагничивания на другую с напряженностью Н^ =>

— Если напряженность смещения принять неизменной, то при возраста­ нии I^ рабочая точка усилителя будет перемещаться в точку 3 (рис. 7.18, а), т е. на кривые с большими значениями Н Это вызовет возрастание индукции Вт

и напряжения (Уму даже при неизменном напряжении сети.

Осуществить стабилизацию выходного напряжения при изменениях тока нагрузки молено, применив компенсационный принцип работы систем автомати­ ческого регулирования. Компенсационный принцип работы состоит в том, что возмущение (в данном случае ток нагрузки), которое может вызвать уход регули­ руемой величины ((Уст), само предотвращает возможный уход этой величины. Для этого ток нагрузки вводят в дополнительную компенсационную обмотку WK (см. рис. 7.17, а), число витков которой рассчитывают так, чтобы дополни­ тельная напряженность постоянного поля Як переводила рабочую точку из на­ чального положения (точка 0) в точку 4 (рис. 7.18, а) на кривые намагничивания

162

с большими значениями Н^. Причем вместе с Нк перемещается и диапазон из­

менений напряженности управления ± / / у, которая продолжает выполнять свою роль, вызывая при изменениях напряжения сети перемещения рабочей точки на новой кривой намагничивания в точку 5 или 6.

тивным. Зная диапазон изменения напряжения сети от ІІт\п до £/гаах, можно определить диапазон изменений напряжения на магнитном усилителе, необхо­ димый для сохранения приблизительно неизменным напряжения на трансфор­ маторе, а следовательно, и выходного напряжения. Кратность изменения индук­ ции, равная

и 5-6 при холостом ходе и нагрузке.

Стабилизатор по схеме рис. 7.17, а может работать при колебаниях частоты сети ±(20—30)%. Для этого необходимо лишь обеспечить кратность изменения

при возможных наиболее трудных для сохранения стабильным (7Вых сочетаниях

/тіп> Омутах и /тах> ^mymlnЕсли же напряжение сети и частота изменяются в одном направлении, то диапазон изменения индукции даже уменьшится по

сравнению со случаем, когда ft = const.

Объем сердечника магнитного усилителя пропорционален вольт-амперной мощности, которая приходится на рабочие обмотки при максимальных напряже­

напряжение и ток, выраженные через индукцию и напряженность [см. формулы

(2.18) и (2.19)], получаем

Расчет магнитного усилителя для стабилизатора почти не отличается от расчета обычного усилителя, изложенного в § 3.7.

Отметим, что степень заполнения окна обмотками зависит так же, как у обыч­ ных усилителей, от напряженности Н^.

П р и м е р 7.4. Рассчитать магнитный усилитель для стабилизатора, если напряжение на его зажимах должно меняться от 50 до ПО в при изменении на­ пряжения сети от 190 до 230 в. Ток в первичной обмотке трансформатора 4 а; частота сети 50 гц. Для согласования с предварительным каскадом усилитель должен иметь две обмотки управления по 100 ом, ток управления которых может

дем, используя лишь одну кривую рис. 7.19. В данном случае от выбора напря­ женности Н^ также зависят размеры сердечника и число витков обмоток, как

Диапазон изменений индукции необходимо выбирать так, чтобы рабочий участок располагался на линейном участке кривой намагничивания.Если выберем

Вщ і МЛ

164