Подмагничивания сердечника

где Ф0 — постоянная составляющая магнитных потоков; при отсутствии подмагничивания постоянным током (1у = 0) Ф0 = 0. Следует обратить внимание на то, что при сделанных допущениях амплитуда магнитных потоков Ф„ зависит исключительно от значения напряжения источника переменного тока и, в частности, не зависит от степени подмагничивания магнито-проводов постоянным током.

нитного поля в магнитопроводе, а следовательно и индуктивное сопротивление второй обмотки переменному току. Мощность, необходимая для подмагничивания постоянным током, незначительна по сравнению с мощностью, пропускаемой обмоткой переменного тока (главной). Включая в цепь переменного тока сопротивление кагруэки, можно с помощью малых управляющих сигналов постоянного тока изменить ток (и мощность) в цепи напрузки,

Благодаря большой величине магнитной проницаемости при отсутствии подмагничивания постоянным током (при холостом ходе) усилитель имеет малый ток в основной обмотке и малые потери энергии. Переход сердечника в состояние магнитного насыщения при подаче слабого сигнала позволяет получить большой коэффициент усиления по мощности (kp= 10004-10 000 и более), а по напряжению (ku) может достигать десятков и даже сотен тысяч.

В LC-генераторах можно плавно изменять частоту в 2—3 раза изменением емкости контурного конденсатора. Это достигается механическим или электрическим способом (если использовать варикапы). Плавное изменение индуктивности достигается перемещением сердечника вдоль оси катушки или изменением его магнитной проницаемости (за счет подмагничивания постоянным током). Изменение частоты настройки может осуществляться и дискретно: переключением катушек индуктивности и конденсаторов.

Будем считать, что гистерезисная петля стали сердечника достаточно узкая и можно пренебречь гистерезисом. Тогда за кривую намагничивания сердечника можно принять начальную кривую, которая проходит через начало координат ( 8-1, б). При отсутствии подмагничивания постоянным током начальное магнитное состояние стали определяется точкой кривой при Н = 0, т. е. на-

Теперь предположим, что в обмотке 2 протекает постоянный ток / __ Сердечник подмагничивается, и от подмагничивания постоянным током возникает напряженность магнитного поля HL. Напряженности магнитного поля Я1 соответствует магнитное состояние, определяющееся, предположим, точкой К кривой намагничивания. Если теперь включить обмотку / на переменное напряжение U, то синусоидальные изменения магнитной индукции такого же диапазона, что и для /_ = 0, будут происходить в первом приближении около точки К,. Если магнитная индукция в точке К равна Bk, то при включении обмотки на переменное напряжение U магнитная индукция будет изменяться по гармоническому закону в диапазоне от Bk — Е"т до В/, + В"т по кривой BL = / (/) ( 8-1, б).

токов, должна быть равна сумме зарядов, переместившихся в другом направлении, определяющейся площадью между осью времени и кривой I" (t) с отрицательными значениями. Поэтому кривые напряженности магнитного поля Я1 (t) и тока i'L (t) следует относить к прямой Gt, выбранной так, чтобы площади между положительной и отрицательной частями кривой тока i'^ (t) и прямой Gt были равны. Следовательно, кроме подмагничивания постоянным током, происходит дополнительное подмагничивание, обусловленное несимметрией кривой тока и определяющееся разностью абсцисс точек G и К ( 8-1, б). Кривая тока и действующий ток обмотки / определяются индуктивностью для }А.ЭФ при изменениях магнитной

что и без подмагничивания постоянным током, но чем больше Ф'о, т. е. /0, тем ниже лежит вольтамперная характеристика ( 14.5);

кривую, которая проходит через начало координат ( 8-1,6). При отсутствии подмагничивания постоянным током начальное магнитное состояние стали определяется точкой кривой при Н = О, т. е. началом координат. Если начальная часть кривой намагничивания мало отличается от прямолинейной, то для заданного синусоидального закона изменения магнитной индукции В'^ = /(?) кривая изменения напряженности магнитного поля Н'^, построенная графически по точкам кривой намагничивания, также мало будет отличаться от синусоиды ( 8-1,6).

ном токе обмотки 1 сумма электрических зарядов, переместившихся в цепи в одном направлении, определяющаяся площадью между осью времени и частью кривой /"(г) с положительными значениями токов, должна быть равна сумме зарядов, переместившихся в другом направлении, определяющейся площадью между осью времени и кривой i" (t) с отрицательными значениями токов. Поэтому кривые напряженности магнитного поля H'i (t) и тока i'l (t) следует относить к прямой Gt, выбранной так, чтобы площадки между положительной и отрицательной частями кривой тока г'1 (() и прямой Gt были равны. Следовательно, кроме подмагничивания постоянным током, происходит дополнительное подмагничивание, обусловленное несимметрией кривой тока и определяющееся разностью абсцисс точек G и К ( 8-1,6). Кривая тока и действующий ток обмотки / определяются индуктивностью для цэф при изменениях магнитной индукции около точки G. В кривых H'l (t) и i'i (t) имеются четные и нечетные гармонические.

Рассматривая резонансные явления на третьей гармонике в цепи с НИ при отсутствии подмагничивания постоянным током, учитывают, как правило, обычно первую и третью гармоники. Исследуя резонансные явления на пятой гармонике, учитывают обычно первую, третью и пятую гармоники.

Вывод. При синусоидальном токе без подмагничивания сердечника постоянным током в обмотке наводится э.д. с. основной и нечетной гармоник. Чтобы появились четные гармоники магнитного потока, а следовательно, и э.д.с. в обмотке, необходима несимметрия кривой потока, что достигается только при подмагничивании сердечника постоянным током.

К выходному трансформатору усилителя для многоканальной связи, особенно для широкополосных систем, предъявляется требование минимума индуктивности рассеяния (коэффициента рассеяния os). Одним из способов уменьшения os является исключение постоянного тока в первичной (и вообще в любой) обмотке трансформатора для устранения постоянного подмагничивания сердечника. С этой целью соответствующую обмотку шунтируют дросселем с небольшим сопротивлением постоянному току ( 6.3), а в цепь первичной обмотки вводится резистор RB, являющийся элементом ОС по току. С помощью дросселя удается подмаг-ничивающий ток снизить в десятки раз и заметно увеличить магнитную проницаемость сердечника трансформатора.

Параметрическое возбуждение колебаний может быть также достигнуто периодическим изменением индуктивности колебательного контура путем подмагничивания сердечника катушки переменным током. Такого рода устройства, называемые параметронами, применяются в вычислительных машинах.

8.3. Изменение тока в силовой обмотке магнитного усилителя в зависимости от подмагничивания сердечника выпрямленным током в обмотке управления:

Для поддержания скорости двигателя неизменной при увеличении нагрузки служит обмотка W2, питаемая через выпрямитель В2 от вторичной обмотки трансформатора тока ТТ. С увеличением нагрузки возрастают ток в обмотке W2 и степень подмагничивания сердечника МУ, так как м. д. с. обмотки W2 согласна с м. д. с. обмотки W3. Уменьшается сопротивление обмоток W1 для переменной составляющей тока, и падение напряжения на них остается постоянным.

Параметрическое возбуждение колебаний может быть также достигнуто перио--дическим изменением индуктивности колебательного контура путем подмагничивания сердечника катушки переменным током.

Для получения постоянного напряжения в статических преобразователях применяют выпрямители, собранные по схемам, не вызывающим постоянного подмагничивания сердечника трансформатора. Такими схемами являются: мостовая двухполупери-одная схема с выводом нулевой точки обмотки трансформатора и симметричные схемы умножения напряжения.

1. Ампер-витки, создаваемые постоянными составляющими токов транзисторов, направлены встречно в сердечнике трансформатора и взаимно уничтожаются. Поэтому подмагничивания сердечника не происходит.

Другое качественное объяснение работы магнитного усилителя (без ссылки на энергетические соотношения) может быть дано на основе следующих рассуждений. Трансформатор, образованный обмотками L2, L3 ( 7.14, б), обеспечивает передачу напряжения накачки нагрузке; при этом коэффициент трансформации существенно зависит от постоянного подмагничивания сердечника (от величины магнитной индукции, которая в свою очередь определяется током намагничивания). Ток намагничивания сердечника за счет обмоток L2, L3 отсутствует. Медленно изменяющийся («постоянный») или очень низкочастотный ток сигнальной обмотки L± весь обращается в ток намагничивания сердечника, изменяя его магнитную ин-

4) компенсацию постоянного подмагничивания сердечника выходного трансформатора.

Компенсация постоянного подмагничивания сердечника выходного трансформатора позволяет повысить переменную составляющую индукции в сердечнике, что уменьшает размеры, вес и стоимость трансформатора.