ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО МУС - Магнитный усилитель с самоподмагничеванием
Рассмотрим работу элементарной схемы (рис. 1, а), которая является основой всех схем усилителей с самонасыщением. Пусть напряжение, питающее рабочую цепь схемы uC, синусоидально (рис. 1, г), а вентиль Д - близок к идеальному. остановимся на режиме вынужденного намагничивания при IY = const, создающем напряженность HY.
Рисунок 1. - принцип работы МУС
Работу схемы удобно разделить на рабочий полупериод, когда напряжение схемы uC стремится закрыть вентиль, а индукция приобретает значение, соответствующее напряженности управляющего сигнала HY.
Примем за исходное положение рабочую точку 1 на статистической петле гистерезиса (рис. 1, б). Предположим сначала (для упрощения), что точка 1 совпадает во времени с началом рабочего полупериода.
Под действием напряжения uC, приложенного к обмотке wP, через открытый в рабочий полупериод вентиль проходит ток iP, создающий напряженность HP (рис. 1, а и б), направленную противоположно напряженности HY и заставляющую рабочую точку перемещаться по частному циклу на участке 1 - 2. При этом питающее напряжение почти полностью уравновешивается на данном участке ЭДС e (рис.1, г), наводящейся в обмотке wP. Скорость изменения индукции dB/dt в каждый момент времени определяется мгновенным значением этой ЭДС, а напряженность - частным циклом динамической петли гистерезиса. Ток iP, пропорциональный напряженности HP, создает небольшое падение напряжения (заштриховано на рис. 1, г) на суммарном активном сопротивлении рабочей цепи, состоящем из сопротивления нагрузки RН, активного сопротивления рабочей обмотки RР и активного сопротивления вентиля в открытом состоянии RД:
R = RН + RP + RД (1)
В момент времени, обозначенный S на рис.1, индукция достигает насыщения (точка 2 на рис.1, д) и, следовательно, престает изменяться. ЭДС е падает до нуля, переставая уравновешивать напряжение uС . Ток iP скачком возрастает (участок 2 - 3 на рис.1, е) и напряжение uС в оставшуюся часть рабочего полупериода полностью уравновешивается падением напряжения на суммарном активном сопротивлении рабочей цепи. При этом рабочая точка перемещается по насыщенному участку петли гистерезиса (принятому горизонтальным) сначала на участке 2 - 3 (рис. 1, б), а затем по мере уменьшения напряжения uС и пропорционального ему тока iP на участке 3 - 4, достигая в точке 4 начала нисходящего (вертикального) участка статической петли.
Казалось бы, что ток iP в рабочей цепи должен прекратиться и вентиль запереться в момент перехода питающего напряжения через нуль. Однако, начиная с момента 4, под действием разности напряженностей HY - НP (имеются в виду их абсолютные значения) сердечник начинает размагничиваться, т. е. рабочая точка опускается по нисходящему участку петли гистерезиса (участок 4 - 5 на рис. 1, б). Индукция на этом участке изменяется и в обмотке wP Наводится ЭДС, поддерживающая ток iР в рабочей цепи (рис. 1, г, д и е).
Когда напряжение uС (оно отрицательно в управляющий полупериод и стремится запереть вентиль) будет по абсолютной величине больше ЭДС е, вентиль запрется и ток iР прекратится (точка 5). На участке 5 - 6 сердечник находится под действием только HY, которая и определяет скорость изменения индукции на этом участке. При принятой прямоугольной аппроксимации петли гистерезиса эта скорость B/t (а значит, и ЭДС е) будет постоянной и ее величина будет определяться шириной динамической петли в точке HY = НС. дин.
К Концу управляющего полупериода, когда напряжение uC становится меньше ЭДС е (рис. 1, г), вентиль снова может открыться (точка 6) и появится ток iР. Разность напряжений НY - HP Будет уменьшаться, а скорость изменения индукции и ЭДС - снижаться (участок 6 - 1), пока в точке 1 индукция не достигнет статической петли гистерезиса и ЭДС в обмотке wP не обратится в нуль. Таким образом, процесс размагничивания может закончиться (точка 1) лишь в начале следующего, рабочего полупериода.
Назовем выходным напряжением падение напряжения, создаваемое током iP на суммарном активном сопротивлении рабочей цепи (1). Управление этим напряжением происходит следующим образом. При большем (по абсолютному значению) токе, а значит, и напряженности управления размагничивание будет происходить по более широкой петле гистерезиса и с большей скоростью изменения индукции, тока 1 в управляющий полупериод опустится ниже и в рабочий полупериод индукция дольше будет находится на участке 1- 2. Рабочая точка позднее достигнет точки насыщения 2, угол S увеличится и выходное напряжение (заштрихованная площадь) станет меньше.
На рис. 1, б пунктиром показано перемещение рабочей точки по предельному для данной частоты питающего напряжения циклу, при котором в точке 1' индукция достигает насыщения BS . Ширина предельного цикла характеризуется напряженностью HC дин. пред. . В этом случае, очевидно, ЭДС рабочей обмотки уравновесит наибольшую возможную часть напряжения UC и выходное напряжение станет минимальным (режим холостого хода).
При уменьшении по абсолютному значению тока управления напряжение на выходе возрастает, достигая наибольшего значения при напряженности HY, соответствующей точке 4, когда рабочая точка будет перемещаться только по насыщенному горизонтальному участку петли 4 - 3 - 4, не достигая нисходящей ее части. Выходное напряжение будет оставаться наибольшим и при HY 0, потому что размагничивания в управляющий полупериод происходить не будет.
В рассмотренной элементарной схеме в обмотке wY наводится переменная ЭДС. Для ее уменьшения магнитные усилители с самонасыщением выполняют из двух элементарных схем (рис. 2). Обмотки wР и диоды соединят так, чтобы в одно и то же время один из сердечников находился в состоянии управляющего полупериода, а другой - рабочего. Так как кривые изменения индукции в рабочий и управляющий полупериоды близки по своему характеру (рис. 1, д) и направлены в противоположные стороны, то их действие на обмотку управления частично компенсируется и в ней наводятся только четные гармоники ЭДС, а основная и нечетная гармоники подавляются, как в дроссельном усилителе.
Если усилитель работает в режиме вынужденного намагничивания, то можно считать, что процессы в каждом сердечнике аналогичны рассмотренным на рис.1, но сдвинуты на полпериода.
Похожие статьи
-
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МУС, ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Магнитный усилитель с самоподмагничеванием
МУС имеет стационарную конструкцию. Сердечники с обмотками устанавливаются на стальное основание, которое монтируется в лабораторный стенд. Между МУС и...
-
БИБЛИОГРАФИЯ - Магнитный усилитель с самоподмагничеванием
1 Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Элементы и устройства автоматики" Магнитные усилители с самоподмагничиванием, для...
-
Принцип действия генератора - Назначение генератора переменного тока
Автомобильный генератор представляет собой синхронный генератор переменного тока, работающий на встроенный выпрямитель. Принцип действия генератора...
-
Общее устройство и принцип действия магнетрона Магнетроном называется двухэлектродная лампа, в которой электроны движутся в скрещенных постоянных...
-
Назначение, Принцип действия - Проектирование печатной платы программатора микросхем ПЗУ
Данный программатор является универсальным устройством для программирования микросхем ПЗУ. Он позволяет программировать микросхемы следующих типов: А) с...
-
Классификация систем синхронизации Синхронизация есть процесс установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более...
-
Классификация систем синхронизации Синхронизация есть процесс установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более...
-
Геометрические свойства и принцип действия параболической антенны - Параболическая антенна
В прямоуroльной системе координат (начало в вершине параболоида) параболическая поверхность (рис. 1.6) описывается уравнением Рисунок 1.6 (1) Где f -...
-
Принцип действия оптического гироскопа - Волоконно-оптические линии связи
Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка. По круговому оптическому пути, как показано на рис. 1, благодаря расщепителю луча свет...
-
Принцип действия оптического гироскопа - Волоконно-оптические гироскопы
Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка. По круговому оптическому пути, как показано на рис. 1, благодаря расщепителю луча свет...
-
Целью данного курсового проекта является разработка интегрирующего усилителя с выходным каскадом на транзисторах и проведение графоаналитического расчета...
-
Радиотехнические устройства на основе операционного усилителя. - Оcновы радиоэлектроники
Идеальный операционный усилитель При расчете схем с ОУ широко пользуются понятием об идеальном операционном усилителе, у которого: 1. Коэффициент...
-
Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 5. Транзистор включен по схеме с...
-
Определение числа каскадов - Универсальный усилитель сигналов звуковой частоты
Расчет производится, исходя из требуемого усиления сигнала по напряжению. 1. Определяем номинальный сквозной коэффициент передачи: . (1.1) 2. Задаемся...
-
Основные схемы включения операционных усилителей - Разработка дифференциального усилителя
Рассмотрим некоторые виды ОУ наиболее часто встречающиеся в линейных схемах. Линейность схемы определяется зависимостью входного и выходного сигнала т....
-
ПУ усиливает электрический сигнал, обеспечивая наибольшее отношение сигнал/шум. Основные требования, предъявляемые к ПУ - минимальные шумы, максимальный...
-
Расчет выходного усилителя Расчет К-цепи по постоянному току включает выбор режимов транзисторов и расчет сопротивлений резисторов, обеспечивающих...
-
Исходя из темы курсового проекта, было спроектировано приспособление для упрощения сжатия пружин топливного насоса высокого давления. Это приспособление...
-
Принцип действия тормозного гидропривода - Ремонт тормозных систем с гидравлическим приводом
Принцип действия тормозного гидропривода состоит в следующем. При нажатии на педаль тормоза поршень главного цилиндра давит на жидкость, которая...
-
Токоприемник. Конструкция и принцип действия - Типы и назначение токоприемников
Токоприемник служит для передачи электрической энергии от контактного провода к оборудованию электропоезда. На электропоездах установлены токоприемники...
-
При въезде автомобиля на тормозной стенд производится измерение массы оси, если имеется взвешивающее устройство; при его отсутствии масса оси может...
-
Светодиод (СИД) представляет собой полупроводниковый прибор с p - n переходом, протекание электрического тока через который вызывает интенсивное...
-
При подачи стабилизированного напряжения на 20 и 10 ножку микроконтроллера, стартует программа заложенная в flash память, микроконтроллер производит...
-
Устройство и принцип действия биполярного транзистора - Полупроводниковые приборы, транзисторы
В отличие от полупроводниковых диодов биполярные транзисторы имеют два электронно - дырочных перехода. Основанием прибора служит пластина полупроводника,...
-
Рулевое управление современных автомобилей оснащается специальной дополнительной опцией -- усилителем. Усилитель рулевого управления -- это подсистема,...
-
Экранирование происходит благодаря отражению электромагнитной волны от поверхности экрана и затуханию преломленной волны в теле экрана. Пусть у падающей...
-
Описание схемы операционного усилителя и его параметры - Разработка генератора с мостом Вина
ОУ 140УД26 [3] К140УД26 - широкополосный прецизионный операционный усилитель со сверхнизким значением входного напряжения шума, высоким коэффициентом...
-
Приемник с переменной настройкой УРЧ состоит из каскада транзисторного резонансного усилителя с ОЭ, в котором колебательный контур настроен на частоту...
-
Исходные данные - Разработка дифференциального усилителя
- Входное напряжение усилителя: 60 mV - Сопротивление нагрузки: 4 - Выходное напряжение усилителя на максимальной рабочей частоте: 7 V - Рабочий диапазон...
-
Факторы, влияющие на максимально допустимую глубину ОС - Усилитель многоканальной системы передачи
Допустимая из условий устойчивости глубина ОС зависти от запасов устойчивости, наклона асимптоты и ее удаленности от верхней частоты рабочего диапазона,...
-
Для сравнительного анализа предварительно составим схемы увязки технологической оснастки как базовым (рисунок 36), так и проектируемым (рисунок 37)...
-
Определим граничную частоту усиления ФПУ. Коэффициент усиления К цепи, как функцию передачи информации линейной цепи, представить в операторной форме...
-
Методические указания, Усилитель., Дифференциатор - Оcновы радиоэлектроники
Сопротивление нагрузки для всех схем выбирается с учетом предельного значения тока: . Так как коэффициент усиления ОУ велик, а выходное напряжение...
-
Источники сигнала и входные резисторы можно подключать и к не инвертирующему входу ОУ. (рис. 1.3) Рис.1.3 Не инвертирующий усилитель При замкнутой...
-
Составные части операционного усилителя - Оcновы радиоэлектроники
Усилитель постоянного тока (УПТ). УПТ отличается от усилителей переменного тока отсутствием каких-либо емкостей. Рис. 2. Простейший усилитель постоянного...
-
Расчет магнитной цепи - Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором
Расчет магнитной цепи проводят для режима холостого хода двигателей, при котором для АД характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и...
-
При работе усилителя коэффициент усиления не остается постоянным, а изменяется вследствие следующих дестабилизирующих факторов: - присутствие в схемах...
-
Исходные данные для расчета: 1. напряжение на выходе каскада = 2,5 В; 2. сопротивление нагрузки = 250 Ом; 3. нижняя граничная частота =120 Гц; 4....
-
Определить пределы изменения амплитуд входного тока и напряжения, выходного тока и напряжения в линейном режиме работы усилителя. Найти: IБm, IКm, UБэm,...
-
Инвертирующий сумматор - Разработка интегрирующего усилителя с выходным каскадом на транзисторах
Рис.1.2 Инвертирующий сумматор Разновидностью интегрирующего усилителя есть сумматор (рис.1.2), он позволяет получать на выходе суммарное напряжение,...
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО МУС - Магнитный усилитель с самоподмагничеванием