Файл: Кирпатовский, С. И. Периодические процессы в нелинейных цепях учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 127
Скачиваний: 0
- 99 -
Во вторичной обмотке трансформато ра Б надо получить несинусоидальную ЭДС
е2Б -VzEß- sin (cot+(ps)+Ѵг-Е3sin(3id нр3)
+ Yz Es scn(5üjb+(ps)+
чтобы при встречном включении ( контурный фильтр) и при условиях Еб~Еа і іре = (рл на выходе устройства получить
вг- вгв- &2А=Yz Е3Sin(öLob t (pp) +
+Vz- Es • sin (5lot + ips)
Для выделения одной гармоники необходима дополнительная фильтрация в реактивном фильтре. Если подключить первичную обмотку трансформатора Б к синусоидальному напряжению, то магнитный поток будет практически си нусоидальным, поскольку
U/s- Евііб 4 |
dip,в |
„ |
dtp,в |
т .к . |
(г,ві,в)л |
•« |
( ^ Щ |
||
|
dt |
и,Б~ |
db |
\ dt ] макс• |
|||||
Тогда и ЭДС |
|
Р |
dipzB |
ufz |
diptB |
UTz |
и ,. |
|
|
|
|
егБ~~~ыГ~= ~ bSf ' |
d t |
idt |
|
|
|
||
также будет синусоидальной. Для решения поставленной задачи в первич |
|||||||||
ной обмотке трансформатора Б необходимо обеспечить |
р е ж и м |
с и |
|||||||
н у с о и д а л ь н о г о тока или близкий к нему режим. Для этого |
|||||||||
достаточно соединить трансформатор Б о источником синусоидального на |
|||||||||
пряжения через |
достаточно большое линейное сопротивление, |
которое обес |
|||||||
печит близкую |
|
к синусоидальной |
форму тока. Такой ток |
создаст |
в насы |
щенном сердечнике несинусоидальный поток, индуктирующий несинусоидальную ЭДС во вторичной обмотке трансформатора Б . Ь схеме устроителя час
тоты Джоли, как видно ив схемы рис. 6 2 ,в качестве линейного |
сопротив |
ления испольвуется первичная обмотка трансформатора А , что, |
однако, не |
сколько нарушает желательную синусоидальность процесса в этом транс форматоре.
Кроме рассмотренных известны еще утроитѳль ч а с т о т с питанием от трѳхфавной цепи [1 5 ], удвоитель частоты, описанный в п .2 2 . В обоих устройствах использованы контурные фильтры.
Важными показателями |
|
|
|
- |
ICO |
- |
|
|
||
эффективности умножителей частоты являются |
||||||||||
коэффициент |
преобразования |
k„ |
= |
-Ш— |
і |
представляющий |
собой |
отношение |
||
действующих |
значений напряжений |
|
Гили токов) выходной частоты |
к входной |
||||||
и коэффициент полезного действия |
п |
|
Pt |
OtT, costf, |
. Они явля- |
|||||
^ - |
|
ются основными критериями сравнения умножителей частоты. Имеется спе циальная литература по умножителям и делителям частоты [1 9 ].
2 2 . УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ. МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
8ти два устройства имеют много общего в конструкции и в протекаю щих процессах, хотя имеют принципиальные равличия и служат совершенно равных целям
|
|
(.3 |
|
Сначала рассмотрим удвоитель, который схематично изображен на |
|||
рис. 6 4 . Он состоит из двух идентичных половин ( о ) |
и |
|
) , каждая |
из которых имеет |
ферросердечник и |
|
|
|
|
|
|
|
|
iSf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
три обмотки (полуобмотки) пер ви ч |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ную |
|
, |
|
Zifa |
|
|
|
ь/г и подматни- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вторичную |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
чивания |
|
|
|
|
. Обмотка подмагнячива- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
In - const |
|
|
|
постоянным током |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
няя возбуждается |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЬГпІп |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ампервитки |
|
и совдает постоянные |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
, |
положительное |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
направление |
|
которых |
определяется |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
правилом правого винта и показано |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
стрелками. Первичная обмотка пита |
|||||||||||
|
Ut, Zf |
|
|
ется от |
|
синусоидального |
источника, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ее |
половины ооѳдннѳны |
в с т р е ч - |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
н о * ' в |
|
том смысле, |
что |
|
bftlt |
||||||
|
Р и с . |
64 |
|
|
|
положитель |
||||||||||||
|
|
|
ное |
направление их |
ампѳрвлтков |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ъТп I |
|
|
|
|
|
||
н о ж е н и ю |
к |
|
|
|
|
неодинаково |
|
ориентированы по о т - |
||||||||||
ампѳрвиткаы подмагничивания |
|
|
|
* . . Вторая обмотка |
||||||||||||||
сделана для индуктирования в ней ЗДС двойной частоты. |
Ее половины с о е - |
|||||||||||||||||
^ |
Понятия |
Ра, |
|
’Рй |
|
и встречного |
соединений в |
обычном смысле |
|
|||||||||
’согласного |
|
|||||||||||||||||
адеоь неприменимы, поскольку рассматриваемые катушки сцѳпляютоя с раз |
||||||||||||||||||
ными потоками ( |
|
|
и |
|
) , |
а не с одним общим. |
Эти понятия |
применены |
||||||||||
здесь |
в ином смысле, |
что оказалось полезным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 101
динѳны мѳаду собой с о г л а с н о , т .е . одинаково по отношеніи) аігаарвитков подмагничивания.
При описанной устройстве действие удвоителя частоты полно объяснить
следующий образом. На |
вѳбарамлѳрной |
характеристике одного сердечника |
||||
(рис. 65) покажем влияние аыпѳрвитков |
||||||
половины |
(Q ) |
и здесь |
же для нагляд |
|
||
ности - |
половины |
(6 |
) . |
Из построения |
|
|
видно, что кривая потока имеет неси |
|
|||||
нусоидальную и несимметричную относи |
<р |
|||||
тельно горизонтальной оси форму, что |
' |
|||||
свидетельствует о |
наличии постоянной |
|
||||
составляющей |
Ра |
и высших гармоник, |
|
|||
в том чиолѳ четных. Запишем в виде |
|
|||||
ряда Фурье поток половины ( & ) : |
Д У ,)+ |
|||||
Pa,(t)=cP0+Yz<P! sm(ü)t +а>)+ |
||||||
*VzPz sin(Zcob |
ОІг)+Vz<P3Stn [3(Ot |
|||||
+ ѴгФу5іл(Ьь)Ь+ |
|
|
|
|||
|
|
-к*ѵ) + |
Р ис. 65 |
|||
|
|
|
|
|
. . . |
Кривая потока половины ( 6 ) подобна Pad) , но отличается сдвигом по фазе на полпѳриода о с н о в н о й гармоники, т .ѳ . на угол УГ, и на угол а'ЗС для к -ой гармоники. Поэтому поток половины {3 ) можно запи сать как
Фв (t)~ Ф0+■ Ѵ Тф Sin [ыЬ+С/, +3i)-nf2cPz sin(2cji+az1 23t)+
+ Vz ф3 sin (ЗсоЬ+&{,+ЗХ)+ѴІсЙ/sin [bcob +а ч+і/зг)+ . ■ •
JUIH
<PÖ (Ъ)= Фо-ѴІФ, sen(cot -to/,) + Ѵгф, sin (2iob
+ ѴгФз sin (5cot +a3) -іѴІФу sin [b u t +av) + . ..
Потокосцѳплѳния первичной и вторичной обмоток определяются следующими выражениями:
Рі “ Р іа 'Pri = bS, (фь~фа)= 2 ьГг[]/гФ, sin (lift+сIf) +ѴІФ3 Sin (ЗсоЬ +ctj+ ... J ;
Рг^Рга+Ргв= ьЗг(Фа+ф£)=2ѵЗг [ф0+ Yzpz sin(2ü)t+oi2)+ ѴгФуsin [but-fo'*)t..J.
Поскольку Ui = |
- |
102 - |
и Uг = |
, постольку и напряжения будут |
содержать в первичной обмотке только нечетные, а во вторичной - только четные гармоники. Полученное описание является лишь приближенным. Дей ствительный процесс будет несколько отличаться от описанного, во-первых, потому, что на первичную обмотку по условию воздействует синусоидальный источник, т .ѳ . не содержащий третьей и других нечетных гармоник напря жения. Во-вторых, потому, что при анализе не учитывались потери (актив ные сопротивления, о которыми потери овяваны). Кроме того , на выходе вторичной цепи придется поставить фильтр для подавления 4 -й , 6-й и
других четных гармоник. |
|
|
|
Полезно обратить |
внимание еще на два интересных обстоятельства: |
||
а) для получения 2-ой |
и других четных гармоник потребовалась |
||
н е с и м м е т р и ч н а я |
относительно оси абсцисс нелинейная х а |
||
рактеристика, т .ѳ . потребовалось подмагничиваниѳ |
постоянным током; |
||
б) несмотря на |
н е с и м м е т р и ч н у ю |
форму потоков и по- |
токосцѳплѳний в каждой иэ половин схемы, результирующие потокосцеплѳния для каждой полной обмотки - симметричны, т .ѳ . симметрична схема в целом;
в) в обмотке подыагничивания наводится ЭДС такой же формы, как и
во вторичной обмотке. Для подавления нежелательных |
токов четных гармо |
||
ник в цепь |
обмотки |
подмагничивания включена большая |
индуктивность |
(дроссель). |
|
|
|
Магнитный усилитель (МУ) имеет несколько отличающуюся схему, пред |
|||
ставленную |
на рис. |
6 6 . В схеме МУ за ненадобностью |
отсутствуют вторич- |
Рис. 66