Название: Реверсивные магнитные усилители с выходом переменного тока. Конструкция, принцип действия, приме
Вид работы: контрольная работа
Рубрика: Промышленность и производство
Размер файла: 1022.63 Kb
Скачать файл: referat.me-304497.docx
Краткое описание работы: Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Факультет электронной техники Контрольная работа Вариант №2 «Реверсивные магнитные усилители с выходом переменного тока. Конструкция, принцип действия, применение»
Реверсивные магнитные усилители с выходом переменного тока. Конструкция, принцип действия, приме
Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
Факультет электронной техники
Контрольная работа
Вариант №2
«Реверсивные магнитные усилители с выходом переменного тока. Конструкция, принцип действия, применение»
Выполнил: студент 312 группы
Байков Д.В.
Проверил: Тетюшкин В. С.
Саранск 2010
Реверсивными усилителями с выходом переменного тока называют усилители, изменяющие на 1800 фазу тока в нагрузке при изменении полярности тока управления. Такое изменение фазы необходимо при реверсе двухфазных двигателей, работающих в следящих системах, и т.п.
Существует три основных вида схем реверсивных усилителей этого типа:
1) Дифференциальная схема – нагрузку включают между средней точкой вторичных обмоток питающего трансформатора и общей точкой соединения двух одинаковых нереверсивных усилителей. Обмотки смещения и управления намотаны и взаимодействуют точно так же, как в реверсивных схемах с выходом постоянного тока. При отсутствии тока управления сердечники обоих усилителей подмагничены в одинаковой степени и выходные токи I1 и I2 усилители равны. Разность этих токов в нагрузке близка к нулю (обычно в нагрузке в этом режиме продолжают проходить токи высших гармоник). При подаче сигнала в обмотки управления в нагрузке появляется ток, равный разности токов İ1 -İ2 , основная гармоника которого меняет фазу на 1800 при перемене полярности тока Iу (рис. 1,а).
б)
Рис. 1. Дифференциальные схемы реверсивных магнитных усилителей с выходом переменного тока:
а) без обратной связи; б) с самонасыщением
Аналогично работает схема с самонасыщением (рис.1,б), выгодно отличающаяся от предыдущей на один-два порядка большим коэффициентом усиления. Выпрямляя токи I1 и I2 мостовыми выпрямителями, можно получить схемы с комбинированной (внешней и внутренней) обратной связью, релейный режим и т.п.
Оперируя с основными гармониками токов и напряжений, можно для выходных токов усилителей записать выражения:
I1=
и
I2=
(1)
Где İн =İ1 -İ2 – ток нагрузки; Rн +j𝝎Lн =Zн – сопротивление нагрузки;
L1 и L2 – индуктивности рабочих обмоток усилителей (активными сопротивлениями этих обмоток пренебрегаем).
Из (1) действующее значение основной гармоники тока нагрузки:
Iн
=
Сдвиг фаз между током Iн и напряжением Uc вторичных обмоток трансформатора определяется выражением:
tgφ=
В идеальном случае при полном размагничивании одного усилителя (когда Нсм -Ну =0) его индуктивность L1 →бесконечности, а индуктивность другого усилителя L2 →0 и к нагрузке будет приложено все напряжение Uc . В реальных усилителях всегда Uн max <Uc .
2) Мостовая схема – рабочие обмотки одного 𝝎1а и 𝝎1б и рабочие обмотки другого 𝝎2а и 𝝎2б нереверсивного усилителя (рис.2,а) образуют четыре плеча моста, в одну диагональ которого включают нагрузку, а к другой подводят напряжение (рис.2,б). Цепи управления и смещения (не показанные на рисунке) осуществлены так же, как в дифференциальной схеме. При отсутствии тока управления индуктивности всех обмоток 𝝎р одинаковы ,мост уравновешен и ток в нагрузке равен нулю. При подаче тока управления индуктивность уменьшается у той пары рабочих, в сердечниках которой напряженности смещения и управления складываются, и увеличивается у двух других обмоток 𝝎р . Так как рабочие обмотки одного нереверсивного усилителя находятся в противоположных плечах моста, мост выходит из равновесия и по нагрузке идет ток, фаза которого меняется на 1800 при изменении полярности тока управления
Рис.2. Мостовая схема реверсивного магнитного усилителя с выходом переменного тока без обратной связи:
а) сердечники с обмотками; б) схема соединений рабочих обмоток ( стрелки означают переходные э.д.с., повышающие инерционность, снизить которую можно поменяв начала и концы 𝝎1 или 𝝎2 )
Мостовая схема реверсивного усилителя может быть выполнена и на усилителях с самонасыщением (рис. 3):
а) б)
Рис. 3. Мостовая схема реверсивного усилителя с выходом переменного
тока с самонасыщением:
а) сердечники с обмотками; б) схема соединение рабочих обмоток
3) Трансформаторная схема реверсивного усилителя также состоит из двух нереверсивных усилителей (рис. 4.). Трансформаторные усилители помимо обычных рабочих обмоток, роль которых выполняют первичные обмотки 𝝎р1 , имеют вторичные обмотки 𝝎р2, э.д.с. которых связана с напряжением, приложенным к первичным рабочим обмоткам, коэффициентом трансформации. В реверсивной схеме обмотки 𝝎р1 обоих усилителей включены последовательно с источником питания. Включенные встречно вторичные обмотки замкнуты на сопротивление нагрузки. Обмотки управления и смещения усилителей включены, как в двух предыдущих схемах (см. рис.1).
Рис. 4. Трансформаторная схема реверсивного
усилителя с выходом переменного тока
При отсутствии тока управления сердечники обоих усилителей подмагничены обмотками смещения в одинаковой степени, индуктивности всех обмоток 𝝎р1 одинаковы и напряжение источника питания поровну делится между двумя усилителями. Вторичные э.д.с. равны, и их разность, приложенная к нагрузке, равна нулю.
При подаче тока в обмотки управления уменьшается индуктивность той пары обмоток 𝝎р1, в сердечниках которой напряженности управления и смещения складываются; индуктивность другой пары обмоток увеличивается. Напряжение U1 перераспределяется соответственно сопротивлениям первичных обмоток, вместе с ним изменяются вторичные напряжения. На нагрузке появляется разность вторичных напряжений, которая изменяет фазу на 180° при изменении полярности управляющего сигнала.
Путем соответствующего выбора коэффициента трансформации можно получить любую величину напряжения на нагрузке, независимо от напряжения источника питания. Таким образом, схема рис 4 совмещает функции усилителя и трансформатора.
Характеристики всех трех схем практически совпадают, если усилители выполнены на одних и тех же сердечниках, работающих в одинаковом режиме. Однако каждая схема имеет свои особенности, определяющие область ее применения.
Из схем без обратной связи (как внешней, так и внутренней, т. е. без самонасыщения) наиболее проста мостовая схема, не имеющая трансформатора (как дифференциальная схема) B обладающая меньшими потерями в обмотках по сравнению с трансформаторной схемой. Последнее объясняется тем, что в трансформаторной схеме максимальный ток нагрузки идет по всем четырем вторичным обмоткам, а с учетом коэффициента трансформации и по всем четырем первичным. В мостовой же схеме этот ток проходит по двум обмоткам из четырех, расположенных в противоположных плечах моста. Однако мостовую схему можно применять только в том случае, если максимальное напряжение на нагрузке не превышает 65—75% напряжения источника питания, так как достигнуть идеального случая, Uн max =Uc , нельзя.
Трансформаторную схему удобно применять тогда, когда максимальное напряжение на нагрузке должно быть выше или намного ниже напряжения источника питания.
Из схем с самонасыщением наиболее проста дифференциальная схема, благодаря чему она нашла широкое применение. Питающий ее трансформатор со средней точкой обычно объединяется с общим силовым трансформатором, питающим предыдущий каскад усилителя, цепи смещения и т. п.
Похожие работы
-
Электротехника. Основные этапы ее развитая
Сегодня нет такой области техники, в том или ином виде не использовалась бы электрическая энергия а в будущем ее применение будет еще более расширяться. Под электротехникой в широком смысле слова подразумевается часть науки и техники, использующая электрические и магнитные явления для практических целей.
-
Посты секционирования и автоматика фидеров контактной сети
Посты секционирования (ПСК - для переменного тока, ПС - для постоянного тока) предназначены для электрического соединения секций контактной сети двухпутных и однопутных участков электрифицированных железных дорог и защиты от токов перегрузки и короткого замыкания
-
Трехфазные трансформаторы изготовляют главным образом стержневыми
Трехфазные трансформаторы изготовляют главным образом стержневыми. Схема построения магнитопровода трехфазного стержневого трансформатора показана на рис. 102, а. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника, а другой стержень магнитопровода каждого трансформатора не имеет обмотки.
-
Устройства автоматического регулирования возбуждения синхронных машин
Общие сведения об устройствах автоматического регулирования возбуждения синхронных машин. Факторы, влияющие на напряжение и схема электроснабжения. Устройство токового компаундирования: необходимые изменения характеристики компаундированной машины.
-
Усилители постоянного тока 2
Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева Факультет электронной техники Кафедра микроэлектроники КУРСОВАЯ РАБОТА Усилители постоянного тока
-
Электрические машины 5
ГОУ ВПО “Уральский федеральный университет имени первого Президента РФ Б.Н.Ельцина” Электротехнический факультет Кафедра «Электрические машины»
-
Расчет усилителя на дискретных элементах
Анализ существующих схемных решений, однокаскадный усилитель на транзисторе с общим эмиттером. Расчет схемы усилителя низких частот, расчет выходного каскада. Схема усилителя с общим коллектором и Коллекторная стабилизация, эммитерный повторитель.
-
Контрольно-измерительные приборы
Предпосылки для развития отрасли, выпускающей контрольно-измерительные приборы. Изобретения известных учёных в области измерительных приборов. Вольтметры и осциллографы, их назначение и области применения, классификация, принцип действия, конструкции.
-
Электромеханические свойства привода с двигателями переменного тока
Недопустимость многократного асинхронного пуска синхронного двигателя, что приводит к значительному падению напряжения в питающей системе, к возникновению значительных динамических усилий в лобовых частях обмотки статора и тепловому старению изоляции.
-
Реверсивный преобразователь
Временные диаграммы токов и напряжений в трехфазной нулевой схеме при сгорании предохранителя в цепи одного вентиля. Коэффициент сдвига первой гармоники потребляемого тока относительно напряжения питания, его зависимость от угла комутации и направления.