Насыщение сердечника

По мере роста постоянного тока управления увеличивается постоянная составляющая потоков в сердечниках, и крайние точки циклов перемагничивания А и А' смещаются все ближе к участкам Ф=Ф^. При этом уменьшается перепад потоков ДФ, необходимый для введения очередного сердечника в состояние насыщения. Насыщение наступает при более ранних фазах напряжения и (ts -»- 0), в результате чего увеличивается проводящая часть каждого полупериода.

Ранее рассматривалась методика расчета динамических характеристик электромагнитов постоянного и переменного тока, имеющих ненасыщенную магнитную систему, т. е. когда индуктивность обмотки L зависит только от положения якоря электромагнита. В большинстве случаев магнитная система электромагнита в процессе включения ненасыщена на протяжении большей части хода якоря. Насыщение наступает при малых зазорах, когда индукция в железе достигает больших значений. Однако существует ряд устройств (электромагниты, работающие кратковременно или в схемах с форсировкой тока), для которых необходимо считаться с насыщением магнитопровода. В этом случае потокосцепление не может быть представлено в виде произведения статической индуктивности L и тока i, так как L является функцией двух переменных: тока i в обмотке и пути х.

Основными статическими характеристиками транзистора с управ-ля ощим />-и-переходом являются выходные (стоковые) и характеристики прямой передачи (стокозатворные). Стоковые характеристики — это зависимости /с = /(1/си) при t/зи = const ( 17.15). С повышением [/си ток 1С увеличивается почти прямолинейно и при достижении 1/си = 1/СИнас (течки н) рост /с прекращается. Насыщение наступает при тем меньших значениях 1/си, чем больше 1/3и I-

Эти же причины оказывают влияние и на участок характеристики, соответствующий переходу от режима объемного заряда к режиму насыщения. Как видно из 2-8, такой переход в реальных характеристиках происходит плавно, а не резко. Насыщение наступает раньше на участках с более низкой температурой катода и большей разностью потенциалов анод — катод. Плавность переходного участка характеристики зависит также от разброса скоростей движущихся к аноду электронов. Для электронов, обладающих большими начальными скоростями, режим насыще-

ветствует почти горизонтальный участок характеристики. Однако резко выраженное насыщение наблюдается только у ламп с вольфрамовыми катодами. У ламп с оксидными катодами резко выраженного участка насыщения нет и рост тока при дальнейшем повышении анодного напряжения продолжается за счет роста эмиссии катода в результате увеличения напряженности поля у его поверхности. Переход от восходящего участка характеристики к участку «асыщения происходит плавно вследствие неравномерности температуры катода; у более холодных участков катода насыщение наступает при меньших анодных напряжениях.

На 8.3 сравниваются реальные и рассчитанные анодные характеристики. На 8.3, б изображен в увеличенном масштабе начальный участок кривых на 8.3, а. Рассмотрим ряд основных причин, обусловливающих отличие реальных характеристик от идеализированных. Реальные характеристики на восходящем участке, как правило, идут более полого. Это связано с неравномерным распределением потенциала и температуры по поверхности катода. Концы катода и точки его крепления к траверсам (выводам) из-за усиленного теплоотвода через выводы имеют меньшую температуру, чем середина, кроме того, прямонакальные катоды имеют падение потенциала вдоль нити накала. В результате указанных причин и режим насыщения для разных участков катода наступает при различных UA. Насыщение наступает раньше на уча-

Вторым устойчивым состоянием является режим насыщения открытого транзистора. Насыщение наступает в том случае, когда оба р-п перехода транзистора открыты.

Эти же причины оказывают влияние и на участок характеристики, соответствующий переходу от режима объемного заряда к режиму насыщения. Как видно из 2-8, такой переход в реальных характеристиках происходит плавно, а не резко. Насыщение наступает раньше на участках с более низкой температурой катода и большей разностью потенциалов анод — катод. Плавность переходного участка характеристики зависит также от разброса скоростей движущихся к аноду электронов. Для электронов, обладающих большими начальными скоростями, режим насыще-

Возможность неполного насыщения сердечников при работе ТТ с допустимыми погрешностями е и /;. При отсутствии насыщения сердечника ТТ вторичный ток t'B и индукция Bt изменяются в течение каждого периода примерно синусоидально. При возникновении насыщения последнее будет справедливо только в течение доли каждого полупериода изменения тока in. Насыщение наступает через определенное время прохождения тока намагничивания.

маллоя производится в атмосфере водорода при 1300° С, а охлаждение в районе точки-Кюри и ниже — в магнитном поле. В высоконикелевых пермаллоях насыщение наступает при относительно небольших значениях индукции; для супермаллоя индукция насыщения Bs составляет 0,8 тл. Сплавы используются главным образом в виде холоднокатаных лент толщиной 0,02— 1,0лш. Наиболее высокие магнитные свойства этих сплавов при низких частотах обнаруживаются при толщине

9-14. Характеристика потока, и их насыщение наступает уже холостого хода генератора па- при МЗЛЫХ потоках. раллельного возбуждения Характеристика холостого хода U =

С увеличением тока управления исходная точка А рабочего полупериода опускается все ниже и ниже на плоскости переменных В (Я). Поэтому все позже наступает насыщение сердечника в рабочий полупериод и позже «отпирается» цепь нагрузки. Уменьшается длительность протекания и сила тока I в течение этого полупериода. Следовательно, регулирование тока управления /у приводит к уменьшению среднего значения напряжения t/H.Cp на нагрузке. Зависимость U» СР (^У) называется характеристикой «вход — выход» (управления) МУС.

Для стабилизации напряжения генератора трансформатор Тр выполнен управляемым. В нем имеется обмотка управления шу, питаемая постоянным током от силового выпрямителя ВК и выпрямителя питания управления ВПУ через резисторы R и Rn. При уменьшении или увеличении силы тока в обмотке управления соответственно изменяются образующийся магнитный поток, насыщение сердечника трансформатора, а следовательно, и ток возбуждения генератора.

Так как площадь поперечного сечения, охваченная экраном, больше половины общего сечения, насыщение сердечника на этом участке практически отсутствует и магнитным сопротивлением экранированной части можно пренебречь.

При рассмотрении магнитных модуляторов было показано (см. 4.6), что при питании рабочей (первичной) обмотки синусоидальным током достаточно большой амплитуды, обеспечивающей насыщение сердечника в течение большей части полупериода, перемагничи-вание (изменение потока от -+Ф3 до — Ф5 и наоборот) приводит к появлению во вторичной обмотке знакопеременных кратковременных импульсов.

Учитывая достаточно большое количество различных схем умножения и деления частоты на параметрических магнитных элементах, рассмотрим в данном параграфе только общие принципы их построения. Положение, которое является общим для всех схем, заключается в том, что для получения э. д. с. высших гармоник величина питающего напряжения должна быть достаточно большой, обеспечивающей насыщение сердечника. Степень необходимого насыщения сердечника зависит от кратности умножения частоты и тем выше, чем выше кратность умножения.

Вследствие большого значения МДС Рл.п поток рассеяния добавочного полюса очень велик и в 2...4 раза .превышает полезный поток, замыкающийся через якорь. Для уменьшения потока рассеяния, который может вызвать насыщение сердечника добавочного полюса, в крупных машинах делают второй зазор 6Д.П2 ( 4.32, а), устанавливая диамагнитные прокладки между сердечниками полюса и ярмом. В этом случае

Из-за большой величины МДС Рдоо поток рассеяния добавочного полюса превышает в 2—4 раза полезный поток, замыкающийся через якорь. Для уменьшения потока рассеяния, который может вызвать насыщение сердечника добавочного полюса, в машинах большой мощности делают второй зазор 6Д062 ( 11.31, а), устанавливая диамаг-

Инерционность порядка нескольких периодов питающего напряжения. Однако они имеют ряд недостатков. Выходное напряжение таких стабилизаторов существенно зависит от частоты, величины и характера нагрузочного сопротивления. Вследствие работы сердечника в области насыщения форма кривой выходного напряжения искажена и отличается от синусоидальной. По этой же причине велик намагничивающий ток, необходимый для достижения пологой части кривой В = = / (Я). Насыщение сердечника способствует появлению внешних переменных магнитных полей рассеяния, которые могут нарушить нормальную работу спецаппаратуры. Стабилизаторы обладают малым коэффициентом мощности. Для их изготовления требуется большое количество стали и обмоточного провода.

Если транзисторы в мостовой или полумостовой схеме имеют большую разницу в коэффициенте усиления В, то получается существенная асимметрия коллекторных токов и появляется постоянное подмагни-чивание. При сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса возможно насыщение сердечника в один из полупериодов и отклонение формы выходного напряжения от прямоугольной, что приводит к последствиям, рассмотренным на стр. 285, применительно к генератору с самовозбуждением. Избежать этого можно, подобрав идентичные транзисторы и применив магнитные материалы не с прямоугольной петлей гистерезиса — ферриты. Применяют оксифер «1000» и «2000», например, 2000НМ, для него величина индукции, при которой ток /к = = /к mas, составляет 0,18—0,22 Т.

В момент времени t = 0 поступает импульс считывания, при t = /t под действием э. д. с., наводимой на обмотке w6l Tpl, открывается транзистор, при t — 4 транзистор входит в насыщение и при t — ta происходит насыщение сердечника трансформатора Tpl. До момента насыщения ток в цепи базы определялся процессами в трансформаторе Тр 1, При соответствующем выборе отношения

При повышении подведенного напряжения U^ увеличивается насыщение сердечника, вследствие чего ток /„ и потери Р„ растут быстрее, чем подведенное напряжение U1. Поэтому сопротивления /•„ и х0, а также коэффициент мощности cosq>e уменьшаются с ростом напряжения t/1.