Магнитный дроссельный усилитель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

can) 4 Н 03 1 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3760201/24-07 (22) 04.07.84 (46) 15.02.86. Бюл. )1 6 (72) А.Ф.Березовский (53) 621,316.925.4:621.314.572(088.8) (56) Соколов М.М., Шинянский А.В.

Асинхронный дроссельный электропривод в химической промышленности.

"Электротехника", 1965, У 11, рис, 5.

Ройэен С.С. и др. Магнитные усилители в электроприноде и автоматике. — М.: Энергия, 1970. с. 298, рис. 4-28. (54)(57) 1. МАГНИТН11Й ДРОССЕЛЬНЫ11.

УСИЛИТЕЛЬ, содержащий рабочие обмотки, обмотки подмагничивания и транзисторный усилитель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, 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

I к соответствующим входам транзисторного усилителя, выходом подключенного к обмоткам подмагничивания, источник стабилизированного постоянного напряжения выходами подключен к соответствующим входам транзисторного усилителя и через второй резистор — к входу мостового выпрямителя, пороговый стабилизирующий элемент выводами подключен к одному и другому входам мостового выпрямителя, начало одной рабочей обмотки и другой вывод для подключения нагрузки предназначены для подключения к источнику сетевого напряжения.

2. Усилитель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения при использовании только в качестве управляемого реактора, дополнительный мостовой выпрямитель и перекличатель заменены монтажными перемычками.

3. Усилитель по п.2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью трехфазного исполнения, выпрямительный преобразователь содержит на входе известный фильтр напряжения прямой последовательности, входы которого через соответствующие трансформаторы напряжения подключены параллельно упомянутым рабочим обмоткам в трех фазах.

l 2 l 1850

Изобретение относится к электротехнике и может быть .применено в устройствах регулирования и стабилизации тока нагрузки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей магнитного усилителя.

На чертеже представлена схема магнитного дроссельного усилителя.

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 днухпозиционного переключателя 7, один контакт которого подключен к одному ныноду нагрузки 8 и через перекидной контакт одного двухпоэиционного переключателя 9 к его общей клемме, вторичная обмотка трансформатора 10 подключена к входу выпрямительного преобразователя ll, выход которого через другой днухпозиционный пере— ключатель 12 и первый резистор 13 подключен к входу мостового выпрямителя 14, выход которого подключен к соответствующим входам транзисторного усилителя 15, выходом подключенного к обмоткам подмагничинания

16 и .17, источник стабилизированного постоянного напряжения 18, выходами подключен к соответствующим входам транзисторного усилителя и через второй резистор 19 к входу мостового выпрямителя 14, пороговый стабилизирующий элемент 20 выводами подключен к одному и другому входам мостового выпрямителя 14, начало 2 одной рабочей обмотки 1 и другой вывод нагрузки предназначены для подключения к источнику сетевого напряжения.

Магнитный дроссельный усилитель работает следующим образом.

На вторичной обмотке трансформатора 4 присутствует напряжение, пропорциональное напряжению на рабочих обмотках 1 и 5. Это напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем

14 и попадает на вход транзисторного усилителя 15, На вход мостового выпрямителя 14 одновременно попадают токи от источника стабилизированного постоянного напряжения 18 и выпрямительного преобразоователя I!, ограниченные соответственно вторым 19 - первым I3 резисторами. Эти токи могут с.клацынаться или вычитаться и зависимости

5 от положения другого двухпозиционного переключателя 12. Б любом случае напряжение на входе мостового ныпрямителя 14 ограничено уровнем порога стабилизирующего порогового элемента 20, В обмотках подмагничинания !6 и

17 протекает ток, пропорциональный напряжению нходного сигнала на соответствующих входах транзисторного усилителя 15, т.е. сумме или разности выходных напряжений источника стабилизированного постоянного напряжения 18 и ныпрямительного преобразователя II °

Поддерживанием эаданного уровня укаэанных напряжений достигается наиболее совершенная характеристика магнитного усилителя соответственно н режиме управляемого реактора или стабилизатора тока. Изменение входного сигнала транзисторного усилителя IS приводит к перемещению рабочей точки усилителя в соответствующем напранлении, >0 Ток в обмотках управления имеет следующую зависимость: у (j „o — P "гп) где 2, — ток подмагничинания при

35 и при нулевом напряжении на выходе выпрямительного преобразователя 11;

It — коэффициент нелинейности; — коэффициент,пропорциональ4Q ный входному сигналу транзисторного усилителя 15.

Знак минус н, помянутом соотношении имеет место, когда переключатель

12 находится в положении, показанном

4> на чертеже (режим стабилизации тока н нагрузке .

Величина

Рх = 30 )ыФ,5, у> где щ — амплитуда напряжения (н вольтах ), приходящаяся на одну рабочую обмотку с числом витков 4 при угловой частоте ы и при сечении магнито55 провода Я н см г

8 — коэффициент, получаемый при аппроксимации характерис тики намагничивания гиперболи1211 ческим синусом для последующего использования функций

Бесселя.

При аппроксимации характеристики намагничивания берется следующее уравнение гиперболического синуса;

1 (y„eh px выражениями:

-«hPк (3,(1Рх ));

, - 2 с c 1",.Э к, (- j 1, (j p x m )) 5 in и 1;

1 т= 2 к ьh(Ъxo СЗ .. (I 1 3к 11соз 2ut,, 1 э = 2 с4 с h P к, (- ) J z (1 P х 11 q и 9 сд 1

35 где в квадратных скобках даны функции Бесселя соответственно нулевого, 40 первого, второго, и третьего порядков.

Для функции ц определяющей величиной является амплитуда первой гармоники 45

1 гь,= " 1 ко1-), (3 (Xm)) Зная Я х, можно определить Рх,, однако известна только постоянная где 11 — мгновенное значение напряженности H магнитного поля; 10 х — мгновенное значение магнитной идукции Ь .

По двум точкам кривой намагничивания определяются постоянные коэффициенты о(и,Я. !5

Если величина х изменяется ло закону синуса x = x inut, т.е. когда, магнитную индукцию В можно предположить синусоидальной, то гиперболический синус, т.е. напря- 20 женность магнитного поля H можно разложить в ряд Фурье, причем коэффициентами при тригонометрических функциях этого ряда будут ряды, которыми изображаются функции Бесселя.

Если.х = х, + х ",inst, где ко — постоянная составляющая магнитной индукции В, то постоянная и другие составляющие функции ц, т.е. напряженности магнитного поля Н определяются З0 е5п 4 составляющая ц /, созданная током подмагничивания. После преобразований можно получить т

1о (-) 1, (j (b», 11

2к, По этому уравнению и по ранее представленному уравнению для тока в обмотке управления (где все коэффициенты с целью упрощения рассчета предполагаются постоянными), можно построить характеристики усилителя.

Как и для всякого расчета с аппроксимацией характеристики намагничивания гиперболическим синусом при использовании функций Бесселя, основным предположением является: магнитная индукция В синусоидальна.

При работе предлагаемого устройства в качестве управляемого реактора это предположение выполняется, а прн работе в качестве стабилизатора тока нагрузки осуществляется пока сопротивление нагрузки, которое является чисто активным, не превьппает 58Х от сопротивления рабочих обмоток магнитного усилителя, которое практически можно считать чисто индуктивным.

Предлагаемое устройство позволяет при относительно простом изменении обычных цепей управления получить следующие преимущества.

Работая в качестве управляемого реактора, устройство имеет вольтамперную характеристику, улучшающую качество реактора даже без регулирования, при этом устройство требует всего одну обмотку подмагничивания, что очень важно для управляемого реактора с вращающимся магнитным полем.

Работая в качестве стабилизатора тока нагрузки, предлагаемое устройство обеспечивает поддержание задая1 ного тока при относительно большом изменении питающего напряжения на стороне переменного тока.

1г11850

Редактор Л.Авраменко Техред О.Ващишина Корректор В.Бутяга

Заказ 649/59 Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1П1П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4