Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [ 68 ] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

па основании выражений (232) и (233) получаем

JJ JXj dp I V In- K\KcJcM-\- lex\

Поскольку

; 1(1 + К \ Кем!см - /вх I

- 2 -f---

выу -

вЫХд

где - входное сопротивление схемы замещения (с устраненными источниками э. д. с.) относительно точек разрыва а и Ь, получим

JXidp

/вых - l 2 - {h+K\ KcmIcm + fax I) - (/о + К I KcmIcm - /ex I )

2/?h + iXi Ф

(236)

Это выражение показывает, что применение теоремы эквивалентного генератора в общем случае не приводит к прямому решению, так как необходимо знать величины и -й-, определя-

ющие фазовые сдвиги соответствующих токов по отношению к питающему напряжению Для этого необходимо определить токи l\ и /2.

Воспользовавшись методом контурных токов, составим систему уравнений:

t/ = jX, Ji - /X, ,р А (/ + /(I Kj + I) + (/ /) (237)

г;.. = /X,- - /X, 7 + I Кмсм - /вх I) - (/, - /2) (238)

Однако эта система комплексных уравнений приводит к алгебраическим уравнениям высоких степеней, и искомая зависимость /вых - f {/вх) может быть найдена только числовыми методами.

Для частного случая индуктивной нагрузки нужно в выражении (236) заменить на /Х . При этом токи /, и /2 будут находиться в фазе и аналитическое выражение статической характеристики примет весьма простой вид:

, Xj вр [(/о -f К I Ксмсм + lex\)-(fo + K\ KcmIcm - 1 вх I )]

2ХпЛ-Х/вр

, дрК f

(239)

где передаточный коэффициент реверсивного усилителя с индуктивной нагрузкой

Нетрудно видеть, что для идеализированного усилителя с учетом условия (204) будем иметь

Ki = 2K. (241)

Отмеченные трудности расчета статических характеристик очень часто заставляют в более общем случае нагрузки прибегать к упрощенным приемам.

Одним из наиболее распространенных путей является предположение о том, что выбрано соотношение

и при максимальном сигнале результирующее подмагничивание одной из пар дросселей и выходной ток этой пары равны нулю. Выходной ток схемы (см. рис. 118) в этом режиме полностью определяется током другой пары дросселей.

На основании этого максимальный выходной ток реверсивной схемы находится как выходной ток нереверсивного усилителя, представляющего собой половину схемы, изображенной на рис. 118. Режим максимального сигнала определяет только одну точку статической характеристики усилителя, которая полагается линейной и полностью определяется этой точкой (другой точкой характеристики является начало координат).

Подобная линеаризация относится к линеаризации с помощью секущей (см. п. 2, гл. И) и оправдана при значительной интенсивности входного сигнала. Однако наиболее часто требуется знать параметры элементов регулятора при малых сигналах, и тогда целесообразнее обратиться к выражению (236). Для малых сигналов взаимный фазовый сдвиг токов 1, и будет небольшим, что дает возможность представить выражение (236) в виде

где ф - угол сдвига фаз токов I, и /2 относительно напряжения питания и

Выражение для модуля выходного тока получим в виде

/ 2Xi дрЮех

еых

1... = -=йМ==1. (242)

что может быть представлено в виде

1еы.=у\М, (243)

где у, = А--входная дифференциальная проводимость схемы

(см. схему замещения на рис. 122) относительно точек разрыва в ветви нагрузки; М - Xi dpKIex - величина подобно выражению (200), характеризующая параметры дросселей и интенсивность входного сигнала. Заметим, что к общему виду выражения (243) сводится и выражение (239).

15.ВЫБ0Р РАЗМЕРОВ ДРОССЕЛЕЙ

Оценить степень использования материала в рассчитанной конструкции можно по взаимному расположению кривых намагничивания и эллипса. Как уже указывалось, полуосям эллипса соответствуют условные значения индукции В. ах и напряженности поля НО достаточно полном использовании ферромагнетика говорит высокое значение индукции при нулевом сигнале и низкое ее значение при максимальном сигнале. О степени использования меди выходных обмоток можно судить по величине напряженности поля в режиме максимального сигнала, поскольку удельная н. с. характеризует плотность тока.

Например, если имеется несколько вариантов конструкции с приблизительно одинаковым значением напряженности поля при максимальном сигнале, а их эллипсы соответствуют кривым /, 2 и 3 (рис. 123), то на основании сказанного наиболее полное использование материала имеет место у варианта /.

Добиться улучшения использования материала можно изменением конструкции (число витков, сечение магнитопровода и пр.), а также применением согласующих трансформаторов, которые изменяют напряжение питания цепи нагрузки для лучшего согласования сопротивления дросселей и нагрузки .

Вопрос полного использования материалов не всегда является доминирующим. Не говоря уже о специальных требованиях (сохранение нужных пределов линейности характеристики при изменении эксплуатационных условий, формы кривой тока нагрузки ИТ. п.), очень часто, особенно на повышенных частотах, соответствующих бортовым источникам переменного тока, оптимальное решение с этой точки зрения приводит к слишком боль-

Наибольшая мощность в нагрузке для данного дросселя, очевидно, будет выделяться при полном его размагничивании и соотношении Гдр - при этом к. п. д. цепи переменного тока без учета потерь в стали составит 50% . Относительное увеличение будет сопровождаться увеличением к. п. д., но снижением выходной мощности за счет уменьшения выходного тока.