Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Дослідження магнітного підсилювача

Поиск

 

МЕТА РОБОТИ

 

Вивчення будови, принципу дії магнітного підсилювача та експериментальне дослідження його характеристик.

 

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

 

Магнітним підсилювачем (МП) називають електромагнітний пристрій, призначений для керування значною потужністю в навантаженні при незначній потужності в колі керування.

Найпростіший магнітний підсилювач (рис. 7.1) являє собою дросель з підмагнічуванням (керована нелінійна індуктивність), що складається з двохобмоток – робочої Wр і керуючої Wк, розташованих на замкненомуферомагнітному осерді. Робоча обмотка вмикається в коло змінного струму послідовно з навантаженням. Керуюча обмотка живиться від джерела постійноїнапруги U 0 через індуктивність L 0і регульований опір R 0.

 
 


 

 

 

 

Дія магнітного підсилювача базується на залежності магнітної проникності m феромагнітного осердя від напруженості Н магнітного поля (рисунок 7.2).

Індуктивність дроселя залежить від магнітної проникності осердя і визначається за формулою:

Lp = m,

 

 

де Wр - число витків робочої обмотки; S, l – площа поперечного перерізу і середня довжина магнітопроводу.

 

 
 

 

 


Таким чином, змінюючи m осердя шляхом підмагнічування постійним струмом Iк у керуючій обмотці, можна змінювати індуктивність робочої обмотки, а тим самим і струм в навантаженні

 
 
U


R2+(wLp)2
Iр=,

 

 

де U – напруга мережі живлення, R = Rp+ Rн – активний опір робочої обмотки і навантаження, w – кутова частота напруги живлення.

Для забезпечення нормальної роботи підсилювача – збільшення струму в робочому колі при збільшенні струму в колі керування, як це випливає з виразу струму Ір і залежності m =¦(Н), значення струму Iк повинно бути таким, щоб напруженість магнітного поля в осерді

 
 


H =

 

Основним недоліком такого магнітного підсилювача є наявність змінної ЕРС у керуючій обмотці, наведеної змінним магнітним потоком Ф. Під дією цієї ЕРС у керуючому колі виникає змінний струм, який частково розмагнічує осердя. Для зменшення розмагнічуючого змінного струму в коло керування вмикають додаткову індуктивність L 0. З метою повного усунення змінного струму в керуючому колі, магнітні підсилювачі виконують на двох однакових дроселях з підмагнічуванням. Робочі обмотки дроселів вмикають послідовно або паралельно в залежності від їх параметрів і напруги живлення, а керуючі обмотки вмикають послідовно і зустрічнo. При цьому змінні ЕРС у керуючих обмотках взаємно компенсуються.

Сімейство вольт - амперних характеристик магнітного підсилювача при різних значеннях керуючого струму наведені на рисунку 7.3.

 

 
 

 

 


Нехтуючи втратами в осердях і робочих обмотках МП можна вважати, що напруга Up= IрX p випереджує за фазою напругу Uн= IрRн на кут 90°. У цьому випадку напруга живлення

 
 


U =

 

При U = соnst, рівняння U2 = U2p+U2н є рівнянням кола з радіусом U і центром в початку координат.

Якщо напругу Up відкладено у масштабі mu, а струм - у масштабі mi=mu/Rн, то точки перетину цього кола з вольт - амперними характе-ристиками дозволяють визначити значення напруги Uр= oamu, напругу на навантаженні Uн= obmu і струм в навантаженні Iр = оbmi при різних значеннях струму керування І к.

Відношення приросту потужності в навантаженні до приросту потужності в колі керування, називається коефіцієнтом підсилення потужності

 

де Iро – струм у навантаженні при Ік = 0; Rк – опір керуючих обмоток.


ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

1. Скласти електричне коло для дослідження магнітного підсилювача за схемою, зображеною на рисунку 7.4.

       
 
 
   
Рисунок 7.4  

 

 


W р
W к
W к

 


Робочі обмотки W p з'єднуються паралельно і живляться через ЛАТР від джерела синусоїдної напруги U = 30 В з частотою f = 50 Гц. Керуючі обмотки W к з'єднуються послідовно зустрічно і живляться постійною регульованою напругою U 0 = (0 ÷ 20) B.

2. Закоротити вимикачем К навантаження Rн і змінюючи автотрансформатором напругу Uр, зняти вольт - амперні характеристики МП Up= f(Iр) при різних значеннях струму керування Iк. Результати досліджень занести у таблицю 7.1.

Таблиця. 7.1  

 


Ік, mА Uр, В                      
    Ір, А                        
                                             
                                             

3. Розімкнути вимикач К. Встановити значення опору Rн = 10 Ом і напругу живлення U = соnst в межах 8 ÷ 14 В.

Змінюючи струм в керуючому колі зняти залежності Ip, Up, Uн від струму Iк. Результати вимірювань занести у таблицю 7.2.

Таблиця. 7.2  

 


Ік Iк mА   В   В   А         37,5     62,5    
Up В            
Uн В            
Iр А            

4. Зняти залежність робочого струму Iр від керуючого струму Iк при різних значеннях напруги Up= сопst (Rн = 0, ключ К замкнений). Результати вимірювань занести у таблицю 7.3.

Таблиця. 7.3

 


Up, B Iк mA     37,5   62,5  
  Iр А            
Xp Ом            
Lp Гн            
  Iр А            
Xp Ом            
Lp Гн            
  Iр А            
Xp Ом            
Lp Гн            

 

5. Виміряти значення опору керуючих обмоток Rк= Rк1 + Rк2.

ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ

1. За даними досліджень п.2 побудувати сімейство вольт – амперних характеристик МП, відкладаючи струм Iр у масштабі mi = mu/Rн.

2. За даними досліджень п.З. побудувати залежності Iр, Up, Uн = f(Iр) в одних координатних осях. На цьому ж рисунку побудувати ті самі залежності, отримані розрахунковим шляхом з сімейства характеристик п.2.

3. За даними п.4 визначити індуктивний oпір Xp і індуктивність Lp робочої обмотки МП, нехтуючи при цьому активним опором обмотки. Результати обчислень занести до таблиці 7.З. Побудувати графіки залежності Iр і Lp від струму Iк при різних значеннях Up.

4. Визначити коефіцієнт підсилення МП за потужністю

 

 

де Iр – струм в робочому колі при струмі керування Iк,

Iро – струм в робочому колі при Iк= 0.

5. Зробити висновки з виконаної роботи.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

1. Як змінюється µа, Lp дроселя при його підмагнічуванні постійним струмом?

2. В чому полягає принцип дії МП?

3. Як вмикаються робочі і керуючі обмотки МП?

4. Який вигляд мають вольт – амперні характеристики МП?

5. Як визначається коефіцієнт підсилення потужності МП?


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2.8



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 101; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.115.139 (0.01 с.)