Расчет цепей магнитных усилителей

Если замкнута только рабочая цепь, а подмагничивание отсутствует (Н−= − / l=kI−=0) , то говорят о режиме холостого хода. По синусоидальной индукции Bmsinwt и линейному участку средней кривой намагничивания можно построить волновую диаграмму напряженности H(wt), которая оказывается также синусоидальной. В другом масштабе она представляет собой рабочий ток, синусоидальность которого при up = Umsinwt в режиме холостого хода очевидна, так как при сделанных допущениях 5/ и 6/ рабочая цепь линейна.

Если же замкнуть и цепь управления, подмагничивания, то наступает рабочий режим дросселя насыщения и в сердечнике создается напряженность, которую можно разложить на две составляющие. Одна из них – постоянная составляющая H- – создается током управления I- : H-= wyI-/ l= kI- ; другая – переменная составляющая напряженности Н1(wt) – пропорциональна рабочему току. Чтобы найти переменную составляющую напряженности, на рис.40.6,в отложено произвольное значение +Н- , которому по кривой намагничивания на первый взгляд соответствует постоянная составляющая магнитной индукции ВН_. Подняв на этот уровень синусоиду Bmsinwt , по кривой намагничивания строим переменную составляющую напряженности Н1(wt). У найденной несинусоидальной кривой Н1(wt) площади положительной и отрицательной полуволн относительно вертикали Н-=сonst и совмещенной с ней осью времени wtнеодинаковы. Так как в другом масштабе построенная кривая представляет рабочий ток, неравенство площадей полуволн означает, что он имеет постоянную составляющую.

Однако постоянной составляющей в рабочем токе при принятых допущениях не может быть: питающее напряжение синусоидально, а наводка постоянной ЭДС

e = -w dФ/dt = -wS dB/dt

возможна лишь при бесконечном прямолинейном изменении во времени магнитного потока /магнитной индукции/ в сердечнике, что невозможно. Остается предположить, что при построении волновой диаграммы переменной составляющей напряженности Н1(wt) была допущена ошибка. Действительно, опуская синусоиду Bmsinwt на такое минимальное значение DВ, чтобы получить Н’(wt) с равными площадями полуволн, должны принять, что напряженности +Н− соответствует не ВН_, а В_ = ВН_ – DВ . Уменьшение постоянной составляющей индукции происходит из-за размагничивающего действия переменного поля, подтверждением чему служат экспериментальные зависимости на рис.40.6,г: одной и той же напряженности Н_ соответствует тем меньше значение В_, чем больше амплитуда переменной составляющей индукции Вm.

Итак, постоянной составляющей напряженности +Н− соответствует в рабочем режиме постоянная составляющая магнитной индукции В−. По поднятой на этот уровень синусоиде Bmsinwtи кривой намагничивания строим переменную составляющую напряженности Н’(wt). В отличие от режима холостого хода она несинусоидальна, а следовательно, не синусоидален и создающий ее рабочий ток, ибо в рабочем режиме построение ведется по нелинейному участку кривой намагничивания, где функция µа(Н) магнитной проницаемости от напряженности нелинейна. Отсюда следует нелинейность рабочей цепи, ибо µа= varи xp= (wp2S/ l) µа = cµа = var, (S – площадь поперечного сечения и l – средняя длина магнитной линии сердечника) , и при синусоидальном питающем напряжении up=Umsinwt рабочий ток

несинусоидален.

Периодическая функция Н’(wt) , кроме нечетных, содержит четные гармоники, ибо она несимметрична оси абсцисс /времени/: положительная полуволна кривой Н’(wt) не является зеркальным отображением ее отрицательной полуволны. Так как, кроме того, она не содержит постоянной составляющей, ее разложение в ряд Фурье имеет вид

/40.4/

Если изменить направление подмагничивающего тока, то в сердечнике создается постоянная составляющая напряженности -Н−. Опустив на уровень -В− синусоиду Bmsinwt, по кривой намагничивания можем построить волновую диаграмму переменной составляющей напряженности Н”(wt) /см.рис.40.6,в/. Видно, что H''(wt) можно получить, сдвинув кривую H'(wt) на π во времени и повернув ее относительно оси времени на угол π в пространстве, что представляется записью

/40.5/

Поскольку сдвигу функции, а следовательно, и первой ее гармоники на π соответствует сдвиг второй гармоники на 2π, третьей гармоники – на 3π и т.д., то из /40.4/ и /40.5/ находим

/40.6/

Из /40.4/ и /40.6/ следует, что в любой момент времени знаки четных гармоник кривых H'(wt) и H''(wt) противоположны. Это означает противоположность фаз – сдвиг на π– четных гармоник этих кривых.

 

 






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.