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

переменным и постоянным магнитными полями, определяют экспе­ риментально.

Семейство кривых одновременного намагничивания является ос­ новой для инженерных расчетов и анализа работы дроссельных маг­ нитных усилителей при использовании так называемого м е т о д а п о д о б и я .

Метод подобия состоит по существу в пересчете магнитных усилителей с од­ ними сердечниками на усилители с другими, геометрически им подобными, с со­ хранением магнитных параметров В и Я. При этом считается, что токи и напря­ жения в схеме будут изменяться в соответствии с изменением количества витков обмоток и геометрических размеров сердечника.

мально приближенных к условиям работы проектируемого усилителя. Установив с помощью реостатов Ri и Д2 значение постоянного тока,

изменяют с помощью автотрансформатора АТ напряжение на обмотках ®р, фиксируя показания приборов и ІД,. Движки реостатов Ri и R 2 нужно перемещать так, чтобы полное сопротивление цепи управ­ ления для четных гармоник тока сохранялось постоянным.

Для совпадения расчетных и экспериментальных данных при рас­ чете усилителя с помощью метода подобия большое значение имеет правильный выбор типа приборов' переменного тока, так как из-за несинусоидальности токов и напряжений приборы, реагирующие на действующее, среднее или амплитудное значение измеряемой величи­ ны, дают различные показания.

Как известно из ТОЭ, максимальное значение индукции однознач­ но связано со средним значением э. д. с. Поэтому для измерения э. д. с. целесообразно применять вольтметр магнитоэлектрической системы с выпрямителем, реагирующий именно на среднее значение напряжения. Так как показания вольтметра этого типа по шкале равны измеряемым средним значениям, умноженным на коэффициент формы для синусои-

43

Строго говоря, в формулу (2.12) необходимо подставлять значение сечения «чистой» стали, равное йзап ст s, где 6зап.Ст — коэффициент заполнения стали, учитывающий неплотное прилегание листов в сердечнике. Однако при расчете методом подобия удобнее оперировать с полной площадью сердечника s, считая, что коэффициент 6зап.ст остается неизменным и «автоматически» учитывается при снятии семейства кривых намагничивания.

Если семейство кривых намагничивания используют при проекти­ ровании усилителя с выходом переменного тока, то выбирают ампер­ метр А ^, реагирующий на действующее значение тока (электромагнит­ ной, электродинамической или тепловой системы). В этом случае на­ пряженность переменного поля вычисляют по формуле

При снятии кривых намагничивания для проектирования усили­ телей с выходом постоянного (выпрямленного) тока используют ам-

44

Разделив (2.15) на квадрат коэффициента формы синусоиды, полу­ чим для средних значений

В уравнении (2.17) имеются две переменные величины t/p. cp и / _ ср, и чтобы их определить, необходимо составить второе уравнение.

Рис. 2.10. Построение характеристики вход — выход магнит­ ного усилителя с нагрузкой

Роль этого уравнения может выполнить семейство кривых намаг­ ничивания соответствующего материала, которое, как сказано в § 2.3, представляет собой по существу вольт-амперные характеристи­

В (2.18) индукция Вс соответствует такому идеальному случаю, при котором все напряжение схемы приложено к рабочим обмоткам

46

и для создания магнитного потока из сети потребляется бесконечно малый ток. Напряженность НКі в (2.19) соответствует другому, тоже идеальному режиму, при котором, несмотря на протекание тока /кз по рабочим обмоткам, последние не создают падения напряжения.

После сокращений получаем уравнение н а г р у з о ч н о г о э л л и п с а

Эллипс, соответствующий «линейному рассмотрению» магнитного

снесенные на координаты Н у, образуют в четвертом квадранте харак­ теристику усилителя с нагрузкой (сплошная линия) в координатах М~ ср = / (Ну), которую можно легко пересчитать в характеристику вход — выход f~cp = /(/y ), если использовать зависимости между токами и напряженностями (2.10), (2.13) и (2.14).

С помощью эллипса удобко показать условие согласования усилителя с на­ грузкой. Найдем сопротивление нагрузки, которое соответствует максимальной мощности, выделяющейся в ней при неизменном токе, а значит, и мощности в об­ мотке управления.

Через точку 6 пересечения кривой намагничивания # _ с эллипсом, соответ­ ствующим некоторой нагрузке (рис. 2.10, д), проведем горизонталь до пересе­ чения в точке с с окружностью радиусом Вс. Треугольник Оас подобен вектор­ ной диаграмме напряжений (рис. 2.10, в), так как отрезок Оа пропорционален Up, а отрезок Ос — U0 и угол Оас прямой. Поэтому отрезок ас пропорционален напряжению на нагрузке UH. Учитывая, что отрезок ab (напряженность пере­ менного поля) пропорционален току 1^, получаем мощность в нагрузке, пропор­

циональную произведению ac-ab.

При увеличении сопротивления Ra согласно (2.22) напряженность Нкя уменьшается до Н кз’ и Я"3, точка Ь занимает положение Ь' и ft", а точка с — с'

и с". Нетрудно заметить, что на участке ft — 6' ток нагрузки почти неизменен, а напряжение на нагрузке (отрезок ас) увеличивается. Мощность, очевидно, тоже возрастает. На участке ft'—ft" ток нагрузки уменьшается при мало возрастающем напряжении на ней; мощность в нагрузке при этом может даже уменьшиться.

имеет максимальное значение при таком сопротивлении нагрузки, когда эллипс пересекает кривую намагничивания с заданным значением //_ в области нижне­ го перегиба (точка ft'). При проектировании усилителя на максимальную отдачу, когда сопротивление Ra задано, параметры усилителя выбирают так, чтобы вы­ полнялась указанная рекомендация.

В случае использования магнитных материалов с прямоугольной кривой намагничивания, близкой к идеальной, 'и при достаточно ма­

47