книги / Электрические аппараты

что ток через нагрузку протекает импульсами и его значе­

коммутирующего элемента могут использоваться электрон­ ные коммутаторы (ЭК) (транзисторы, тиристоры в режи­ ме ключа) и МУС, работающие в режиме ключа. Когда МУС насыщен, сопротивление рабочей обмотки приближа­ ется к нулю (ключ замкнут). Когда МУС ненасыщен, его сопротивление велико (разомкнутое состояние ключа). Та­ кие ключи называются магнитными (МК). Они в настоя­ щее время получают применение. Как показали исследо­ вания [6.3], МК обладают целым рядом положительных свойств по сравнению с ЭК: габаритные размеры с ростом частоты питания уменьшаются, большой срок службы, вы­ сокий КПД, высокая надежность, помехозащищенность,

стойкость к воздействию излучений, вибраций и высоких температур. На рис. 6.16 представлена схема стабилизато­ ра напряжения, использующего MK- С целью снижения массы и габаритных размеров стремятся использовать вы­ сокую частоту, доходящую до 1МГц. ЭДС высокой частоты

нитопровода, сопротивление обмотки МУС становится равным нулю и под действием ЭДС е ток проходит через МУС, диод VD1, фильтр ЬфСф и нагрузку RH. В следующий полупериод диод VD1 закрывается и размагничивание МУС производится с помощью той же обмотки через ди­ од VD2.

С потенциометра R снимается напряжение Ur, пропор­ циональное напряжению на нагрузке. Со стабилитрона VD3 снимается опорное напряжение Ucт. Разница напря­ жений Ur— UCT подается на транзистор VT, коллекторный ток которого является током управления / у. Если U r > U ct, то транзистор открывается и через МУС протекает раз­ магничивающий ток управления. Ток в нагрузке уменьша­

дукции В у до индукции насыщения Bs, МУС ненасыщен и все напряжение приложено к нему. Ток в цепи рабочей обмотки равен нулю. После насыщения МУС напряжение на нем падает до нуля и по нагрузке протекает ток [н. Пос­ ле прохождения нуля тока процесс размагничивания МУС идет под действием тока управления / у. На базе этой схемы

6.7 РЕВЕРСИВНЫЕ МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

а) Реверсивные ДМУ. В рассмотренных выше МУ из­ менение полярности сигнала управления не вызывает из­ менения фазы или знака тока нагрузки. В то же время на практике, например, для реверса электродвигателей до­

вольно часто требуется получить изменение фазы тока нагрузки на 180° (при переменном токе) или изменение знака тока нагрузки (на постоянном токе). Магнитные уси­ лители, выполняющие такую функцию, называются ревер­

сивными.

В схеме реверсивного ДМУ (рис. 6.17) от вторичной обмотки питающего трансформатора Гр, имеющей среднюю точку, питаются рабочие обмотки двух магнитных усили­ телей ДМУ1 и ДМУ2. Ток нагрузки / н= / 1—h , где Д — ток ДМУ1, Д — ток ДМУ2. Поскольку ток нагрузки опре­ деляется разностью этих токов, такая схема называется дифференциальной.

Рассмотрим случай, когда токи смещения /СМ1 — hui =

= 0 . Здесь /СМ1 =/см1/даСм/аУр, /см2 - /смг^см/Щр. Для получе­ ния необходимой характеристики управления оба усили­ теля должны быть идентичными. В этом случае ток нагрузки /„==0, поскольку при любом значении тока управ­

/ н = 0 при отсутствии сигнала управления. Точная установ-

Наклон рабочего линейного участка результирующей характеристики управления и коэффициент усиления по току реверсивной схемы в 2 раза больше, чем для отдель­ ного ДМУ,

L U ,

(обмотка шсм не показана). На рис. 6.20 показано влия­ ние смещения характеристик управления МУС / и II на результирующую характеристику управления. В случае рис. 6.20, в эта характеристика линейна в широком диапа­ зоне и обеспечивает большой коэффициент усиления по току.

При нагрузке постоянного тока широко применяется дифференциальная реверсивная схема рис. 6.21. МУ1 и МУ2 собраны по схеме рис. 6.10 и работают на балласт­ ные резисторы /?б- Напряжение на нагрузке Rn равно раз­ ности напряжений на балластных резисторах, поэтому рас­ сматриваемый усилитель является дифференциальным. Для уменьшения взаимного влияния МУ1 и МУ2 необхо­ димо, чтобы

Рис. 6.20. Характеристики управления реверсивного МУС при различных МДС смещения:

а —смещение отсутствует; б —характеристики смещены так, что при 7у=-0 в каждом усилителе ток нагруаки минимален; в —при /у*=0 рабочие точки МУ1 и МУ2 находятся посередине характеристик управления

Рис. 6 21. Дифференциальная ре­ версивная схема МУС с нагрузкой постоянного тока

Рассмотренная схема обладает низким КПД рабочей цепи, так как большая часть выходной мощности тратит­ ся в балластных резисторах. Такая схема применяется при малых мощностях нагрузки. При больших мощностях ис­ пользуются схемы с повышенным КПД [6.2].

6.8. БЕСКОНТАКТНЫЕ МАГНИТНЫЕ РЕЛЕ НА ОСНОВЕ МУС

МУС может быть переведен в релейный режим, что позволяет создать бесконтактное магнитное реле (БМ Р). Д ля получения релейного режима в МУС необходимо до­ полнительно ввести обмотку обратной связи w0,c- На рис. 6.22 показана схема, в которой ток обратной связи / 0,с пропорционален напряжению на нагрузке <7„. Результи­ рующее поле управления определяется МДС обмотки

управления Iywy и МДС обмотки обратной связи Io,cW0,c- На рис. 6.23 показана характеристика управления МУС

без обратной связи (кривая /). Ток обратной связи 10Х, приведенный к обмотке управления,

где Ro.c — сопротивление обмотки обратной связи; Ялоб — добавочное сопротивление для регулировки обратной связи.

Таким образом, подмагничивающий ток обмотки обрат­

ной связи 1о,с пропорционален напряжению на нагрузке Uв, а коэффициент пропорциональности является коэффи­ циентом обратной связи &0>с. Проведем луч обратной связи

II под углом а к вертикальной оси (tg а = / 0,с/Пн). Пере­ сечение луча II с характеристикой управления I (точка 0) определит напряжение на нагрузке UH0 при токе управле­ ния Iу= 0 . Действительно, для напряжения на нагрузке

нагрузке практически не изменится Поле управления соз­ дается двумя обмотками wy и го0,с:

новесия [6.1]. В точку 7 усилитель может попасть при пере­ ходе на ветвь 3, 7, 4. При токе управления 1у2 МУС нахо­

напряжение на нагрузке Utt= UH0 и максимально (контак­ ты замкнуты), при 1у=1у2 напряжение UH минимально и равно U»s (контакты разомкнуты). В реальных МУС от­ ношение £/н2/^нз>Ю0, а значение £/н3 очень мало. Для по­ лучения релейного режима должно соблюдаться неравен­

Если в МУС введена обмотка смещения, то в зависимо­ сти от ее МДС можно получить БМР с различными видами «контактов». При отрицательном смещении / CMi^CMi/®y<0 БМР выполняет функции реле с замыкающим контактом (рис. 6.24, а). Коэффициент возврата БМР, представляю­ щий собой отношение МДС отпускания Iy,0TnWy к МДС сра­

Коэффициент возврата тем меньше, чем больше ширина релейной петли Д. В свою очередь величина Д зависит от коэффициента обратной связи ka,c. Чем больше k0,c, тем больше а и тем шире релейная петля.

При отсутствии обмотки смещения БМР выполняет функции размыкающего контакта (рис. 6.23,6). Коэффи­ циент возврата для этого случая

kB— /у2//у4.

Если отрицательное смещение hM2wcu2/wy<.lcmWCKilwy, то характеристика управления принимает вид рис. 6.24, б. В этом случае реле может находиться в двух устойчивых состояниях. Если вначале состояние БМ Р соответствовало

U„

снятия сигнала напряжение на нагрузке останется равным UН|. При подаче отрицательного сигнала —/ у2 напряжение упадет до напряжения и и2 и останется равным этому зна­ чению после снятия сигнала. В БМР на реверсивных уси­ лителях можно получить изменение знака напряжения на нагрузке (рис. 6.24, б). Минимальная мощность срабаты­ вания БМР достигает 10~10 Вт. Отсутствие контактов и по­ движных частей делает БМР исключительно надежными, износостойкими, вибро- и ударостойкими, пригодными для работы во взрывоопасных средах. В то же время БМР об­ ладают и рядом недостатков:

1. При прямоугольной форме управляющего напряже­ ния постоянная составляющая магнитного потока нараста­ ет с постоянной времени цепи управления Ту. При этом происходит замедление времени срабатывания, обусловлен­