Измерительные трансформаторы.
Применяют для расширения пределов измерения приборов в цепях переменного тока и для изоляции этих приборов от токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением. Измерительные тр-ры делятся на тр-ры тока и тр-ры напряжения.
Трансформаторы напряжения
Служат для расширения пределов измерения напряжения. Он всегда понижающий. Первичная обмотка с большим числом витков включена в сеть, а к вторичной подключается вольтметр, параллельная обмотка ваттметра, счетчика и т.д., которые соединяются между собой параллельно. Вторичная обмотка напряжения рассчитывается на величину 100в. Величина высокого напряжения в измеряемой цепи определяется путем умножения напряжения вторичной цепи на коэффициент трансформации. Если трансформатор предназначен для работы исключительно в данной цепи, то его шкала градуируется непосредственно в значениях высокого напряжения. Для обеспечения безопасности один конец вторичной обмотки заземлен, иначе при пробое изоляции высокое напряжение может поступить на приборы и кожух, что опасно.
Трансформаторы тока
Применяют для расширения пределов измерения тока. Он всегда повышающий. Первичная обмотка, имеющая небольшое число витков, включается последовательно в рассечку проводов цепи, в которой нужно измерить ток, а вторичная обмотка, имеющая большее число витков, замыкается на амперметр, последовательные обмотки ваттметра, счетчики и т.д. Вторичная обмотка рассчитывается на ток 5 А. Величина тока в измеряемой цепи определяется путем умножения тока в цепи вторичной обмотки на коэффициент трансформации.
|
|
|
Магнитные усилители.
Усилителем наз. устройство, повышающее интенсивность подводимого к нему сигнала при одновременном сохранении его формы. Принцип усиления состоит в том, что подводимый (входной) сигнал управляет энергией источника питания, мощность которого значительно превосходит мощность усиливаемого сигнала.
Для осуществления усиления используют устройство, чувствительное к изменениям подводимого сигнала и управляющее энергией источника питания. Таким устройством в электронных усилителях является электронная лампа, в полупроводниковых – полупроводниковый элемент, в магнитных – индуктивность с ферромагнитным сердечником.
Магнитные усилители широко применяются в схемах контроля, управления и автоматического регулирования, а также в электронавигационных приборах. Основные преимущества МУ перед другими усилителями являются: способность выдерживать значительные перегрузки; мгновенная готовность к работе; возможность суммирования нескольких сигналов; высокий КПД; возможность усиления очень слабых мощностей; большой коэффициент усиления; прочность, надежность и долговечность в работе.
|
|
|
Принцип действия дросселя насыщения
Рассмотрим принцип действия магнитного усилителя на примере простейшего усилителя, называемого дросселем насыщения. Такой усилитель состоит из ферромагнитного магнитопровода, набранного из тонких стальных пластин, на котором находятся две обмотки: управляющая, имеющая Wу витков, и рабочая, имеющая Wp витков (рис. 1.14).
К управляющей обмотке подводится управляющий (входной) сигнал, подлежащий усилению, в форме постоянного тока. Рабочая обмотка подключается к источнику питания — цепи переменного тока, за счет энергии которого и происходит усиление входного сигнала. Последовательно с рабочей обмоткой включена нагрузка, обладающая активным сопротивлением гн, на которой выделяется усиленный (выходной) сигнал.
Рис. 1.14. Простейший магнитный усилитель — дроссель насыщения.
|
Рис. 1.15. Зависимости магнитной индукции и абсолютной магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника от напряженности магнитного поля намагничивающего тока.
|
Величина тока в цепи рабочей обмотки зависит от величины приложенного к этой цепи напряжения U ~ и полного сопротивления цепи z и определяется выражением:
|
|
|
где rр — активное сопротивление рабочей обмотки; ωLp — индуктивное сопротивление рабочей обмотки; rн — сопротивление нагрузки.
Из этого выражения следует, что величина тока в цепи рабочей обмотки, т. е. нагрузка, зависит как от активных сопротивлений нагрузки и рабочей обмотки, так и от индуктивного сопротивления рабочей обмотки ωLp, величина которого при постоянной частоте напряжения питающей цепи определяется величиной индуктивности рабочей обмотки Lp.
Величина индуктивности рабочей обмотки
откуда следует, что индуктивность рабочей обмотки зависит от абсолютной магнитной проницаемости µа ферромагнитного сердечника, на котором находится рабочая обмотка.
Абсолютная магнитная проницаемость сердечника, в свою очередь, зависит от степени намагниченности сердечника, которая определяется величиной намагничивающего тока I= в управляющей обмотке.
На рис. 1.15 показаны зависимости магнитной индукции В и абсолютной магнитной проницаемости µа ферромагнитного сердечника от величины напряженности магнитного поля H намагничивающего тока I= . Эти зависимости показывают, что в начальном участке намагничивания при незначительном увеличении напряженности магнитного поля намагничивающего тока абсолютная магнитная проницаемость сначала резко возрастает, а затем резко уменьшается. То же самое происходит при уменьшении напряженности магнитного поля. Следовательно, увеличение или уменьшение напряженности магнитного поля намагничивающего тока приводит к резкому изменению абсолютной магнитной проницаемости сердечника. Это, в свою очередь, вызывает резкое изменение индуктивности Lp и индуктивного сопротивления ωLp рабочей обмотки, что приводит к резкому изменению величины тока I~ в цепи рабочей обмотки, т. е. нагрузке.
|
|
|
Таким образом, незначительные изменения намагничивающего тока I= в управляющей обмотке вызывают значительные изменения тока I~ в цепи рабочей обмотки, который, протекая по нагрузке, выделяет в ней значительную мощность, во много раз превосходящую величину мощности, подведенной к управляющей обмотке. В этом и состоит принцип действия магнитного усилителя.
При изменении направления тока в управляющей обмотке направление намагничивания сердечника изменяется на противоположное, процессы же, происходящие в магнитном усилителе, ничем не отличаются от рассмотренных.
Чтобы между изменением величины тока в управляющей обмотке и изменением величины тока в нагрузке существовала прямая пропорциональность, в качестве рабочего участка используется (см. рис. 1.15) спадающая часть кривой изменения абсолютной магнитной проницаемости (до наступления магнитного насыщения сердечника), а рабочая точка выбирается в середине участка. Тогда при увеличении тока в управляющей обмотке абсолютная магнитная проницаемость сердечника, а значит, индуктивность и индуктивное сопротивление рабочей обмотки уменьшаются, а величина тока в нагрузке увеличивается. При уменьшении тока в управляющей обмотке абсолютная магнитная проницаемость сердечника, а следовательно, индуктивность и индуктивное сопротивление рабочей обмотки увеличиваются и величина тока в нагрузке уменьшается.
Основной характеристикой магнитного усилителя является коэффициент усиления k по мощности
где Рн — мощность, выделяемая в нагрузке;
Ру — мощность, подведенная к управляющей обмотке;
Ро — мощность, выделяемая в нагрузке при отсутствии управляющего сигнала в цепи управляющей обмотки.
Рассмотренный простейший магнитный усилитель имеет существенные недостатки. Во-первых, происходит искажение сигнала, подводимого к управляющей обмотке. Это объясняется тем, что переменный магнитный поток Ф~, создаваемый переменным током, протекающим по рабочей обмотке, замыкаясь по магнитопроводу, пересекает витки управляющей обмотки и наводит в ней э. д. с., искажающую сигнал. Во-вторых, полярность напряжения на нагрузке не зависит от направления тока в управляющей обмотке, т. е. от полярности управляющего сигнала. Это объясняется симметричностью процесса перемагничивания ферромагнитного материала. В-третьих, при отсутствии тока в управляющей обмотке величина тока, а значит и напряжения на нагрузке, не равны нулю. Кроме того, коэффициент усиления усилителя невелик. Из-за этих недостатков рассмотренный простейший магнитный усилитель почти не применяется.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 478; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!