Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
НА НЕ НИ НО НУ НЬ

Насыщающийся сердечник

 
Насыщающиеся сердечники всегда работают в напряженном тепловом режиме, и их охлаждение, особенно в стабилизаторах большой мощности, вырастает в серьезную проблему, которая по существу ставит пределы повышению мощности феррорезонансных стабилизаторов.
Электрическая схема резонансного трансформатора. Реактор 4 с насыщающимся сердечником позволяет регулировать ток в первичной обмотке. Мощность, потребляемая от утрои-теля частоты первичной обмотки, ограничивается его высокой реактивностью на частоте 180 гц.
Фтах ( для данного насыщающегося сердечника) остаются постоянными, то частота оказывается прямо пропорциональной приложенному напряжению.
Зависимое отпирание последовательно включенных тиристоров. Схемы управления с ( насыщающимися сердечниками, имеющими яо несколько выходных обмоток, могут быть также успешно использованы в этих случаях.
Наиболее подходящими магнитными материалами для насыщающихся сердечников являются холоднокатаные электротехнические стали марок Э310, Э320, ЭЗЗО и др., которые наиболее полно удовлетворяют указанным выше требованиям. При использовании этих сталей необходимо учитывать присущую им магнитную анизотропию и при проектировании магнитных систем стабилизаторов максимально сокращать либо полностью исключать участки, в которых магнитный поток не совпадает с направлением проката. Этому условию наилучшим образом удовлетворяют витые ленточные сердечники разрезного и неразрезного типов, являющиеся также наиболее прогрессивными с технологической точки зрения. Как известно, в последние годы такие сердечники нашли широкое применение в трансформаторах, магнитных усилителях и других электромагнитных аппаратах, в связи с чем они стали более доступными для использования в феррорезонансных стабилизаторах также в условлях лабораторной и любительской практики. При наличии соответствующего технологического оборудования изготовление витых сердечников требуемых размеров и сечений для вновь проектируемых стабилизаторов, предназначаемых для серийного производства, не представляет каких-либо трудностей.
В тех случаях, когда для насыщающегося сердечника решено использовать горячекатаную электротехническую сталь Э41, необходимо получить экспериментальную вольт-амперную характеристику на опытном образце дросселя по схеме рис. 2 - 11, построив ее затем в относительных единицах в координатах /, Ut ( гл.
Свойства некоторых магнитных сплавов. Все сказанное относится в основном к насыщающимся сердечникам. Для сердечников линейных дросселей могут быть использованы практически любые магнитномягкие материалы без каких-либо ограничений. Необходимо следить за тем, чтобы во всем диапазоне рабочих режимов стабилизатора расчетная амплитуда индукции линейного дросселя не выходила за пределы ненасыщенной области основной кривой намагничивания. Величина зазоров дросселей, обусловливающих линейность его вольт-амперной характеристики, обычно устанавливается при помощи немагнитных и неметаллических прокладок, вкладываемых в зазоры. Вопрос о том, использовать ли одинаковые или разные магнитные материалы для сердечников насыщающегося и линейного дросселей, обычно решается на основании технологических, - конструктивных или каких-либо других соображений и принципиального значения не имеет.
Нередко параллельно первичным реле включают дроссель с насыщающимся сердечником. При нормальных условиях работы сопротивление такого дросселя велико, и потому большая часть тока будет протекать через катушку первичного реле. Но при больших токах короткого замыкания дроссель насыщается, его относителное сопротивление падает и большая часть тока протекает уже через него.
Первичная обмотка и тр-ра, выполненного на насыщающемся сердечнике, соединена последовательно с обмоткой ц др линейного дросселя.
Пик-трансформатор с магнитным шунтом. п - схема. б - графики напряжений и потоков. [ IMAGE ] Пик-трансформатор с линейным дросселем. а - схема. б - графики напряжений, потоко-сцепления и потоков. Первичная обмоткам, тр-ра, выполненного на насыщающемся сердечнике, соединена последовательно с обмоткой гудр линейного дросселя. Фя шт, если активное сопротивление обмоток MJ, и и др весьма мало, будет изменяться по косинусоид, закону.
Обратноходовой преобразователь с автоколебательным блокинг-генератором ( а и графики токов и напряжения в нем ( б.
Двухтактный автоколебательный генератор с индуктивной обратной связью и насыщающимся сердечником генератор Ройера) выполнен по схеме, изображенной на рис. 32.10 а. В этом генераторе транзисторы VT и VT2 попеременно, находятся в состоянии насыщения и отсечки. Поскольку в состояниях насыщения и отсечки транзисторы теряют управление по базе, то для перевода насыщенного транзистора в режим отсечки необходимо вначале перевести транзистор в линейный режим, чтобы восстановилась положительная обратная связь. После восстановления положительной обратной связи возникает регенеративный процесс, в результате которого транзисторы переходят в другое состояние.
Нелинейный элемент включает в себя трансформатор ТИ с насыщающимся сердечником и соединением обмоток звезда - разомкнутый треугольник и выпрямитель ВНЛ. При малых напряжениях от трансформатора напряжения сердечник трансформатора ТИ ненасыщен, фазные напряжения на его вторичной обмотке имеют синусоидальную форму, напряжение на разомкнутом треугольнике равно нулю и ток от нелинейного элемента отсутствует.
Схемы формирования импульсов с емкостным четырехполюсником и последовательно включенным дросселем насыщения. Эти недостатки можно устранить включением генератора на автотрансформатор с быстро насыщающимся сердечником, с которого затем снимается напряжение на формирующее устройство.
Отсюда видно, что апериодическая составляющая тока намагничивания трансформатора с насыщающимся сердечником и Haipya-кой, состоящей из однонаправленного выпрямителя, будет равна среднему значению тока выпрямителя, т е появится МДС, приводящая к одностороннему намагничиванию сердечника трансформатора На рис 2.103 показаны кривые, характеризующие процесс намагничивания.
Генератор переменного напряжения треугольной формы. а - схема. б - временные диаграммы напряжений.| Ждущий блокинг-генерагор с насыщающимся сердечником. а - схема. б - временные диаграммы напряжений. На рис. 8.6, а представлена схема ждущего блокинг-генератора с насыщающимся сердечником, в котором используется вертикальный метод управления.
Схема с контактным вибропреобразователем.| Схема с емкостным вибропреобразователем. В качестве нелинейного элемента в магнитном усилителе используется дроссель с насыщающимся сердечником из стали или железо-никелевых сплавов ( пермаллой), обладающих большой магнитной проницаемостью при сравнительно небольшой напряженности магнитного поля.
Схема дифференцирующей г - L-цепи.| Схема дифференцирующей цепи с взаимной индуктивностью. Для получения остроконечного импульса используются также нелинейные элементы, например трансформаторы с насыщающимся сердечником, называемые пик-трансформаторами ( см. стр.
В цепи коллекторов триодов Т3 и Г3 включены первичные обмотки трансформатора с насыщающимся сердечником Трг.
В этой главе будет исследовано поведение колебательной цепи, содержащей индуктивную катушку с насыщающимся сердечником и питаемой от источника переменного напряжения. В частности, будут выяснены особенности явления резонанса, обусловленные магнитным насыщением.
Элементом, который в генераторе Ройера приводит к резкому росту тока коллектора, является насыщающийся сердечник. При насыщении сердечника ток намагничивания резко увеличивается и, следовательно, увеличивается ток коллектора транзистора.
ПИК-ТРАНСФОРМАТОР ( peak transformer; transformatenr de crete; Spitzentnmsfor-mator) - трансформатор с насыщающимся сердечником, вырабатывающий на вторичной обмотке импульсы напряжения при пита - пни цени первичной обмотки синусоид, напряжением.

После выбора принципиально-конструктивной схемы необходимо получить основную кривую намагничивания магнитного материала, который предполагается использовать для насыщающегося сердечника.
Электромагнитные устройства, разработанные для фазового управления, подобные показанному на рис. 5, требуют применения насыщающихся сердечников достаточно ( больших размеров для поддержания напряжения на управляющем электроде в течение полупериода без насыщения.
Принцип устройства простейшего магнитного-усилителя показан на рис. V-14, а, где Др - дроссель с насыщающимся сердечником. К обмотке wlt называемой обмоткой возбуждения, от генератора напряжения U подводится переменный ток, протекающий через сопротивление нагрузки гн. К обмотке w % ( управляющей) подводится подлежащий усилению постоянный ток / у. Если / 0, то ток / я имеет определенную величину, зависящую от параметров первичной цепи. Если / у 0, то меняются условия намагничивания сердечника Др и, следовательно, индуктивность обмотки м1 уменьшается.
Феррорезонансный стабилизатор напряжения. а схема. б зависимость напряжения на выходе от напряжения сети. Принцип устройства простейшего магнитного усилителя показан на рис. 3.13 а, где Др - дроссель с насыщающимся сердечником.
Для дополнительного повышения линейности и возможности ее регулировки в телевизорах высокого класса вводят последовательно с демпфером катушку индуктивности с насыщающимся сердечником из оксифера.
Основными элементами преобразователя Я являются два стабилитрона, блокинг генератор на германиевых триодах ( транзисторах) и трансформатор с насыщающимся сердечником. Магнитный усилитель МУ обеспечивает сдвиг управляющих импульсов. Сигнал управления L из селективного узла является током управления МУ.
В связи с изложенным при анализе и расчете стабилизаторов ниже используется преимущественно аналитический метод, основанный на кусочно-линейной аппроксимации основной кривой намагничивания насыщающегося сердечника, а также метод эквивалентных синусоид. Оба метода охватывают, по существу, весь комплекс практических вопросов, возникающих при проектировании и описании принципов действия различных схем феррорезоиансных стабилизаторов напряжения.
Максимальный элемент тепловых реле АЗВ и А2В.| Схема присоединения максимального элемента к фазе. От трансформатора тока 60 / 6 ток течет через элемент короткого замыкания в специальный трансформатор тока ALO 2 5 / 5 а с насыщающимся сердечником.
Структурная схема автоматического регулятора возбуждения для генераторов с высокочастотными возбудителями. Измерительный орган АРВ и УьФ выполнен на принципе сравнения токов линейного и нелинейного элементов аналогично рассмотренному выше и включает в себя трехфазный трансформатор ТИ с насыщающимся сердечником и выпрямители ВЛЭ и ВНЭ.
Схема автоматического пуска стабилизатора с феррорезонансом токов при. Горячекатаные электротехнические стали по сравнению с холоднокатаными обладают менее резко выраженным явлением насыщения и большим углом наклона пологих участков основной кривой намагничивания, поэтому их использование в качестве материала насыщающегося сердечника в феррорезонансных стабилизаторах по схеме рис. 1 - 3 приводит к значительному снижению точности стабилизации. Однако применение различных видов компенсации позволяет повысить точность стабилизации таких стабилизаторов до значений, вполне приемлемых для практики. Поэтому горячекатаные стали достаточно широко используются в феррорезонансных стабилизаторах, в особенности в тех случаях, когда требования к качеству стабилизации, весу и другим показателям сравнительно невысоки. К их достоинствам относятся также сравнительно низкая стоимость и широкая номенклатура нормализованных штамповок разнообразных размеров и конфигураций, которые могут быть использованы в стабилизаторах в готовом виде либо после несложной дополнительной обработки.
Рассматриваемые здесь методы расчета стабилизаторов базируются на теоретических выводах, изложенных в гл. Если в качестве материала насыщающегося сердечника выбрана холоднокатаная электротехническая сталь типа Э-310 или магнитномягкий сплав с высоким коэффициентом прямоугольности типа 50 НП, то при расчете следует пользоваться аналитическим методом. В случае применения горячекатаных сталей более точные результаты дает применение метода эквивалентных синусоид, но иногда для ориентировочных расчетов можно использовать и аналитический метод либо одновременно оба метода.

Для ДПТ последовательного возбуждения снижение нагрузки и повышение напряжения всегда вызывают значительное увеличение А. Можно видеть, что применение реактора с насыщающимся сердечником позволяет несколько сгладить это явление.
Модулятор с нелинейной индуктивностью. а - схема. б - кривая намагничивания коммутатора. Поскольку индуктивность катушек и их индуктивное сопротивление пропорциональны магнитной проницаемости, то и они изменяются в данных пределах. Возможность перехода от малых сопротивлений к большим и определяет использование катушек с насыщающимися сердечниками в качестве коммутаторов. В настоящее время известен ряд схем модуляторов с нелинейными индуктивностями. В схеме осуществляется резонансный заряд накопительной емкости С от источника переменного тока через зарядный дроссель L3 совершенно так же, как в рассмотренной выше схеме модулятора с формирующей линией.
Статический фазовращатель. а - принципиальная схема. б - векторная диаграмма. Рассмотрим способы получения напряжения в виде импульсов с крутым фронтом нарастания пика. В схеме получения импульсов с помощью пик-дросселя ( рис. VII.14, а) предусматривается использование легко насыщающегося сердечника с большой проницаемостью и плоским участком насыщения.
Для практических целей такой вольтметр калибруют в эффективных значениях напряжения, и его можно применять для всех переменных напряжений, пока они сохраняют чисто синусоидальную форму. Это выполняется всегда, за исключением напряжения от стабилизатора напряжения, в цепь которого входит обмотка с насыщающимся сердечником. В этом случае легко заметить, что два тина измерителей, которые в обычных условиях дают совпадающие значения, при измерении напряжения от стабилизатора показывают разные значения.
Типовые многофазные схемы с управляемыми вентилями. Более сложные схемы с управляемыми вентилями, яесомненно, могут найти применение в качестве весьма совершенных инвертор-ных устройств. Существенно, что характеристиюи подобных схем инвертирования во многом зависят от параметров внешней цепи, чего не Наблюдается в инверторах, использующих транзисторы и насыщающиеся сердечники.
Для нагревания обычно применяют обыкновенные муфельные печи сопротивления. С нагревателем из SiC такие печи используют до температур - 1400 С. Как правило, такая точность вполне достаточна. При необходимости же более точного контроля температуры применяют трансформаторы с насыщающимися сердечниками или более сложные регуляторы.
Пропорциональное токовое управление, кроме энергетической эффективности, позволяет поддерживать насыщенное состояние транзистора при различных нелинейных нагрузках, вызывающих изменение выходного тока ключа. Данный принцип управления используют также в автогенераторных системах управления для двухтактных преобразователей. На 4.11 представлена схема преобразователя для питания галогеновой лампы напряжением 12 В. В данном устройстве используется автогенераторное управление на основе импульсного трансформатора с насыщающимся сердечником. Входной ток транзисторов задается пропорциональным току нагрузки, поскольку импульсный трансформатор используется в режиме трансформатора тока.
Были рассмотрены идеализированные процессы. В реальной схеме токи изменяются нелинейно вследствие нелинейности характеристики диода Л2, невозможности точно подобрать требуемую форму управляющего напряжения на сетке Л и по другим причинам. Поэтому в схему вводятся элементы, улучшающие линейность развертки. Поскольку нелинейность обычно выражается в уменьшении скорости роста тока развертки по мере роста его величины, то целесообразно применять нелинейные элементы типа индуктивности с насыщающимся сердечником. Включенная последовательно такая катушка будет уменьшать свою индуктивность с ростом тока и тем самым корректировать нелинейность. Подобные же индуктивности можно использовать для введения регулируемых искажений, чтобы удовлетворить условию (5.21) при плоском экране.
Двухтактный магнитный усилитель. Выходное напряжение рассмотренного выше магнитного усилителя с самонасыщением получается пульсирующим. В магнитных усилителях, как и в источниках питания, можно использовать двухполупериодное выпрямление, при этом частота пульсаций выходного напряжения удваивается. Двухтактные схемы, подобные схеме, показанной на рис. 2.10, часто применяются на практике. В этой схеме используются обмотки с насыщающимся сердечником и выпрямительные диоды. Последние образуют мостовую цепь, которая обеспечивает прохождение тока через нагрузку Ru в разные полупериоды переменного напряжения только в одном направлении. Каждая половина двухтактного магнитного усилителя работает так же, как однополупериодный магнитный усилитель, работа отдельных половин схемы чередуется.
Сничивания здесь вполне оправдано. К тому же этот вид аппроксимации существенно упрощает весь анализ, так как приводит к системе линейных дифференциальных уравнении, решение которых гораздо менее трудоемко, чем нелинейных. При соответствующем согласовании граничных условий на стыках линейных участков решение получается точным и выражается в элементарных функциях, легко поддающихся анализу. Физическая картина различных явлений выступает при этом с большой отчетливостью. Следует отметить, что стабилизаторы, в которых в качестве материала насыщающегося сердечника используются холоднокатаные электротехнические стали и магнитномягкие сплавы с резко выраженным явлением насыщения, как правило, обладают лучшими техническими показателями. Все большему распространению этих материалов способствует также общая тенденция к внедрению витых ленточных сердечников, как более прогрессивных с точки зрения технологии и обладающих высокими магнитными свойствами.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11