SU1211850A1 - Магнитный дроссельный усилитель - Google Patents

Description

«

Изобретений относитс  к электротехнике и может быть .применено в устройствах регулировани  и стабилизации тока нагрузки.

Целью изобретени   вл етс  расширение Функциональных возможностей магнитного усилител .

На чертеже представлена схема магнитного дроссельного усилител .

Магнитный дроссельный усилитель содержит одну рабочую обмотку 1, началом 2 подключенную к одному выводу первичной обмотки 3 трансформатора 4, а концом через другую рабочую обмотку 5 к другому выводу первичной обмотки 3 трансформатора 4 и общей клемме 6 одного двухпозици- онного переключател  7, один контакт которого подключен к одному выводу нагрузки 8 и через перекидной контакт одного двухпозиционного переключател  9 к его общей кле-име, вторична  обмотка трансформатора 10 подключена к входу выпр мительного преобразовател  11, выход которого через другой двухпозиционный переключатель 12 и первый резистор 13 подключен к входу мостового выпр мител  14, выход которого подключен к соответствующим входам транзисторного усилител  15, выходом подключенного к обмоткам подмагничивани  16 и .17, источник стабилизированного посто нного напр жени  18, выходами подключен к соответствунвдим входам транзисторного усилител  и через второй резистор 19 к входу мостового выпр мител  14, пороговый стабилизирующий элемент 20 выводами подключен к одному и другому входам мостового выпр мител  14, начало 2 одной рабочей обмотки 1 и другой вывод нагрузки предназначены дл  подключени  к источнику сетевого напр жени  .

Магнитный дроссельный усилитель работает следующим образом.

На вторичной обмотке трансформатора 4 присутствует напр жение, пропорциональное напр жению на рабочих обмотках 1 и 5. Это напр жение выпр мл етс  мостовым выпр мителем 14 и попадает на вход транзисторного усилител  15.

На вход мостового выпр мител  14 одновременно попадают токи от источника стабилизированного посто нного напр жени  18 и выпр мительного преП8502

образ овател  1 , ограниченные соответственно вторым 19 и первым 13 резисторами . Эти токи могут скла. ватьс  или вычитатьс  в зависимости

5 от положени  другого двухпозиционного переключател  12, В любом случае напр жение на входе мостового выпр мител  4 ограничено уровнем порога стабилизирующего порогового элемен 0 та 20.

В обмотках подмагннчиеани  6 и 17 протекает ток, пропорциональный напр жению входного сигнала на соответствующих входах транзисторного

- усилител  15, т.е. сумме или разности выходных напр жений источника стабилизированного посто нного напр жени  18 и выпр мительного преобразовател  II.

Поддерживанием заданного уровн  указанных напр жений достигаетс  наиболее совершенна  характеристика магнитного усилител  соответственно в режиме управл емого реактора или

25 стабилизатора тока. Изменение входного сигнала транзисторного усилител  15 приводит к перемещению рабочей точки усилител  в соответствующем направлении.

30 Ток в обмотках управлени  имеет следующую зависимость:

ly )fllyo - apx,

где 1уо - ток подмагничивани  при 35У и при нулевом напр жении на выходе вьшр ми- тельного преобразовател  1 1 ; 2 коэффициент нелинейности; у - коэффициент,пропорциональ- 40ный входному сигналу транзисторного усилител  15. Знак минус в упом нутом соотношении имеет место, когда переключатель 12 находитс  в положении, показанном 4;; на чертеже (режим стабилизации тока в нагрузке. Величина

/Зх„ ри„/а),5,

50 где п амплитуда илпр жени  (в вольтах , приход ща с  на одну рабочую обмотку с числом витков W| при угловой частоте GO и при сечении магнито55 провода S в см ;

- коэффициент, получаемый при аппроксимации характеристики намагничивани  гиперболи31

ческим синусом дл  последующего использовани  функций Бессел .

При аппроксимации характеристики намагничивани  беретс  следующее уравнение гиперболического синуса;

U - оО 5Ь Р)Х ,

где LJ мгновенное значение напр - о

женности Н магнитного пол ;

X - мгновенное значение магнитной идукции ft.

По двум точкам кривой намагничивани  определ ютс  посто нные коэффициенты Ы и /.

Если величина х измен етс  по закону синуса X x sinojt, т.е. когда магнитную индукцию В можно предположить синусоидальной, то гиперболический синус, т.е. напр - женность магнитного пол  Н можно разложить в р д Фурье, причем коэффициентами при тригонометрических функци х этого р да будут р ды, которыми изображаютс  функции Бессел . Если. X Хд + x sinwt, где х - посто нна  составл юща  магнитной индукции В, то посто нна  и другие сос- тавл ющие функции у, т.е. напр женности магнитного пол  Н определ ютс  выражени ми:

. ,},(, y, 2ctcb,/ xj-jj,(i(ix) Lja S ehfiXoLJjliP mncosZQt; Ij, 2ccch(iyj-jj,(3|3x)5,ln3ut,

где в квадратных скобках даны функции Бессел  соответственно нулевого, первого, второго, и третьего пор дков .

Дл  функции у определ ющей величиной  вл етс  амплитуда первой гармоники

y,. 2o.cb(x,-j,(jpx,l.

Зна  /ix, можно определить , однако известна только посто нна 

211850 4

составл юща  , созданна  током подмагничивани . После преобразований можно получить

h.ii/ixj

Ю

15

20 0

0

5

5

По этому уравнению и по ранее представленному уравнению дл  тока в обмотке управлени  (где все коэффициенты с целью упрощени  рассчёта предполагаютс  посто нными), можно построить характеристики усилител ,

Как и дл  вс кого расчета с аппроксимацией характеристики намагничивани  гиперболическим синусом при использовании функций Бессел , основным предположением  вл етс : магнитна  индукци  В синусоидальна. При работе предлагаемого устройства в качестве управл емого реактора это предположение выполн етс , а при работе в качестве стабилизатора тока нагрузки осуществл етс  пока сопротивление нагрузки, которое  вл етс  чисто активным, не превьшает 58% от сопротивлени  рабочих обмоток магнитного усилител , которое практически можно считать чисто индуктивным.

Предлагаемое устройство позвол ет при относительно простом изменении обычных цепей управлени  получите следующие преинущества.

Работа  в качестве управл емого реактора, устройство имеет вольт- амперную характеристику, улучшающую качество реактора даже без регулировани , при этом устройство требует всего одну обмотку подмагничивани , что очень важно дл  управл емого реактора с вращающ 1мс  магнитным полем.

Работа  в качестве стабилизатора тока нагрузки, предлагаемое устройство обеспечивает поддержание заданного тока при относительно большом изменении питающего напр жени  на стороне переменного тока.

Claims (3)

1. МАГНИТНЫЙ ДРОССЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий рабочие обмотки, обмотки подмагничивания и транзисторный усилитель, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен мостовым выпрямителем, источником постоянного стабилизированного напряжения, двумя двухпозиционными переключателями, выпрямительным преобразователем, трансформатором, двумя резисторами и пороговым стабилизирующим элементом, причем начало одной рабочей обмотки подключено к одному выводу первичной обмотки трансформатора и конец через вторую рабочую обмотку к другому выводу первичной обмотки трансформатора и обшей клемме одного двухпозиционного переключателя, одна клемма которого предназначена для подключения к одному выводу нагрузки и через перекидной контакт одного двухпозиционного переключателя к его общей клемме, вторичная обмотка трансформатора подключена к входу выпрямительного преобразователя, выход которого через другой двухпозиционный переключатель и первый резистор подключен к входу мостового выпрямителя, выход которого подключен к соответствующим входам транзисторного усилителя, выходом подключенного к обмоткам подмагничивания, источник стабилизированного постоянного напряжения выходами подключен к соответствующим входам транзисторного усилителя и через второй резис тор - к входу мостового выпрямителя, пороговый стабилизирующий элемент выводами подключен к одному и другому входам мостового выпрямителя, на~ чало одной рабочей обмотки и другой вывод для подключения нагрузки предназначены для подключения к источнику сетевого напряжения.

2. Усилитель по π.1, о тли чающийся тем, что, с целью упрощения при использовании только в качестве управляемого реактора, дополнительный мостовой выпрямитель и переключатель заменены монтажными перемычками.

3. Усилитель по п.2, о тличающийся тем, что, с целью трехфазного исполнения, выпрямительный преобразователь содержит на входе известный фильтр напряжения прямой последовательности,'входы которого через соответствующие трансфор- маторы напряжения подключены параллельно упомянутым рабочим обмоткам в трех фазах.

« 12