агнитные усилители без обратной связи

еоретическая часть

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2203.3Ф75.000ПЗ

Принцип действия магнитного усилителя основан на использовании явления насыщения ферромагнитных материалов в магнитном поле.

 

а) б)

 

Рисунок 1.1 – Простейший дроссельный однотактный магнитный усилитель

а – зависимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н; б – схема усилителя

 

Работа магнитных усилителей основана на использовании свойств ферромагнитных материалов. Эти свойства известны из курса физики. Если по обмотке, расположенной на сердечнике из ферромагнитного материала, проходит электрический ток, то в сердечнике возникает магнитное поле. Это магнитное поле в сердечнике характеризуется напряженностью Я и магнитной индукцией В. Напряженность магнитного поля Н создается током, проходящим по обмотке, и выражается в амперах на метр (А/м). Магнитная индукция В увеличивается при возрастании напряженности Я и выражается в

теслах (Тл). Кривая, характеризующая зависимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Я, называется кривой намагничивания ферромагнитного материала.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2203.3Ф75.000ПЗ

Начиная с некоторого значения напряженности магнитного поля дальнейшее ее увеличение практически не приводит к изменению магнитной индукции. В этом случае говорят, что магнитный материал достиг состояния насыщения. Максимальная индукция в сердечнике называется индукцией насыщения Bs, напряженность поля при этом равна Hs.

Рисунок 1.2 - Кривая намагничивания ферромагнитного материала.

 

Если далее уменьшать напряженность поля, то изменение магнитной индукции, происходит по новой кривой (кривая 2). Индукция при этом уменьшается медленного материала нее, чем она возрастала при увеличении.

При уменьшении напряженности магнитного поля до нуля (т. е. при отсутствии тока в обмотке) индукция в сердечнике сохраняет значение Вг, называемое остаточной индукцией.

При увеличении напряженности магнитного поля в обратном направлении (т. е. при изменении направления тока в обмотке) индукция уменьшается до нуля при напряженности -Нс, которая носит название коэрцитивной силы. Затем при значении напряженности -Hs сердечник снова насыщается, индукция в нем будет равна -Bs. Теперь при изменении напряженности от -Hs до +HS изменение индукции происходит по кривой 3. Таким образом, изменение индукции в зависимости от напряженности поля происходит по графику, имеющему вид петли, называемой петлей гистерезиса. Как видим, зависимость В(Н) имеет явно выраженный нелинейный характер.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2203.3Ф75.000ПЗ

В зависимости от ширины петли гистерезиса различают магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Материалы с широкой петлей гистерезиса называются магнитотвердыми, они используются для постоянных магнитов. Материалы с узкой петлей гистерезиса называются магнитомягкими, они используются для сердечников магнитных усилителей и других электромагнитных устройств: реле, трансформаторов, электрических машин. Для пояснения принципа действия магнитного усилителя можно пренебречь петлей гистерезиса и считать, что изменение магнитной индукции в зависимости от напряженности происходит по средней (основной) кривой намагничивания.

Основной характеристикой магнитного усилителя является зависимость действующего или среднего значения тока в нагрузке от тока управления. Графическое изображение такой зависимости называется статической характеристикой вход-выход. При отсутствии управляющего сигнала эти величины имеют максимальное значение. Если подадим в обмотку управления постоянный ток, то в сердечнике создается постоянный магнитный поток, накладывающийся на переменный поток, созданный рабочей обмоткой. По мере увеличения входного сигнала из-за нелинейности характеристики намагничивания происходит насыщение сердечника.

Это приводит к уменьшению магнитной проницаемости, а следовательно, и индуктивности рабочей обмотки Lp. Направление (полярность) тока управления не влияет наци Lp. Вид статической характеристики вход-выход зависит от того, как включена нагрузка: последовательно или параллельно рабочей обмотке.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2203.3Ф75.000ПЗ

2 Расчет и выбор элементов системы управления и защиты

 

2.1 Расчёт и выбор предохранителей

 

 

Предохранитель - это простейший аппарат, защищающий электрическую сеть от коротких замыканий и значительных перегрузок. Предохранитель состоит из двух основных частей: фарфорового основания с металлической резьбой и смежной плавкой вставки. Плавкая вставка рассчитана на номинальные токи 10, 16, 20 А.

 

Таблица 2.1 - Технические данные асинхронных электродвигателей

	Тип	Рном, кВт	η,%	соs φ	Iпуск/Iном	Uном., В
	4A132M4У3	11,0	87,5	0,87	7,5
	4A160M4У3	18,5	89,5	0,88	7,0
	4A200M4У3	37,0	91,0	0,90	7,0
	4AК225М4У3			0,87	3,0

 

Расчет предохранителей производится по формуле:

 

Найдем токи для двигателя М2

 

 

Расчет тока плавкой вставки производится по формуле:

 

(1.2)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2203.3Ф75.000ПЗ

Находим пусковой ток двигателя

 

 

Находим ток плавкой вставки предохранителя

 

 

По справочнику выбираем предохранитель ПР2-100 с током плавкой вставки 100А.