- •Кафедра электротехники и электрооборудования
- •Контрольные вопросы
- •I. Вах катушки с ферромагнитным сердечником
- •II. Вах линейного конденсатора
- •Параметров конденсатора
- •III. Вах феррорезонансной цепи
- •IV. Обработка результатов эксперимента
- •Ряд Фурье для несинусоидального тока в цепи запишется:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 3 ферромагнитный усилитель мощности
- •I. Семейство характеристик усилителя мощности
- •II. Характеристика вход-выход ферромагнитного усилителя мощности
- •III. Обработка экспериментальных данных
- •Магнитного усилителя
- •Электрическая цепь с полупроводниковым диодом
- •I. Вах полупроводникового диода
- •II. Однополупериодный выпрямитель
- •Выпрямителя
- •III. Обработка экспериментальных данных
- •Теоретические основы электротехники
II. Характеристика вход-выход ферромагнитного усилителя мощности
6. Для получения характеристики вход-выход ферромагнитного усилителя I1 (I0) выключить QF-2 и QF-3 и установить регулятор напряжения РН в нулевое положение. Включить источник синусоидального напряжения (QF-3) и установить регулятором напряжения (РН) входное напряжение U = 220В. Записать показания амперметра А1 (ток I1) при отсутствии тока управления (I0 = 0) – отключен QF-2. Включить источник постоянного напряжения (QF-2) и, меняя реостатом Rрег ток управления I0 от 0 до 120мА (через 20мА), снять зависи-
мость I1(I0). Результаты измерений внести в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Опытная характеристика вход-выход усилителя
I0, мА |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
I1, мА |
|
|
|
|
|
|
|
III. Обработка экспериментальных данных
Определить сопротивление нагрузки Rн .
Расчётные зависимости усилителя получаем, пренебрегая потерями в обмотках W1 (не учитываем потери на нагрев обмоток) и в ферромагнитных сердечниках (не учитываем потери в сердечниках на перемагничивание и вихревые токи), заменяя несинусоидальные токи (напряжения) эквивалентными синусоидами – выполняем условную линеаризацию нелинейной цепи. Для рабочей цепи тогда на основании второго закона Кирхгофа в комплексной форме можно записать (напряжение на входе цепи задано: ):
; ,
где: – ток короткого замыкания усилителя мощности .
Полученное выражение является уравнением эллипса, полуосями которого являются величины: U и I1к. Это уравнение выражает зависимость U1(I1) для рабочей цепи магнитного усилителя при заданных значениях U и RН. Задаваясь значением тока I1, в рабочем диапазоне усилителя мощности (I ≤ 400мА), можно рассчитать по уравнению режима цепи (уравнению эллипса) напряжение на магнитном усилителе U1 – таблица 3.3.
Таблица 3.3 – Расчётная зависимость режима магнитного
усилителя по уравнению эллипса
I1, мА |
0 |
100 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
U1, В |
220 |
|
|
|
|
|
|
Используя опытные данные (таблица 3.1) построить семейство характеристик ферромагнитного усилителя U1(I1) при различных токах управления I0 . По расчетным данным (таблица 3.3 в этих же координатах построить эллипс U1(I1)). Точки пересечения вольт-амперных характеристик усилителя и эллипса определят рабочий режим ферромагнитного усилителя при различных токах управления. Параметры рабочих режимов занести в таблицу 3.4.
Таблица 3.4 – Расчётная характеристика вход-выход
Магнитного усилителя
I0, мА |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
I1, мА |
|
|
|
|
|
|
|
По экспериментальным данным построить опытную зависимость I1( I0 ) (таблица 3.2). В тех же координатах построить расчетную зависимость I1( I0 ) (таблица 3.4).
При любом токе управления I0 для любой точки рабочего режима (таблица 3.2) определить коэффициент усиления магнитного усилителя по мощности:
,
где I10 – ток рабочей цепи при нулевом токе управления (I0 = 0), Rу = 250 Ом – омическое сопротивление цепи управления.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Каковы названия электрических цепей в схеме усилителя?
Из каких соображений в схеме усилителя мощности используются два сердечника?
Какова форма магнитного потока в сердечниках?
Какую роль играет обмотка управления?
Как изменяется индуктивность рабочих обмоток с ростом тока управления?
Почему выражение для рабочей цепи является приближенным?
Как определить рабочий режим при заданном токе управления, имея семейство характеристик и уравнение эллипса?
Чем объясняется отличие опытной и расчетной характеристик усилителя I1 (I0 ) ?
Лабораторная работа 4