3…………….Анализ работы дросселя насыщения. Принцип действия магнитного усилителя.

Дроссель насыщения – катушка со стальным сердечником, на котором размещены 2 обмотки: рабочая и управляющая.

На рисунке показана схема регулирования силы переменного тока при помощи дросселя насыщения.

Задачи этой схемы изменить силу тока через сопротивление нагрузки.

Рабочая обмотка ωр соединяется последовательно с нагрузкой Rн , а управляющая обмотка ωу замкнута на источник постоянного тока. Этот тока подмагничивает стальной сердечник, изменяя магнитную проницаемость катушки, а следовательно индуктивное сопротивление на стороне переменного тока. Увеличение постоянного тока в управляющей обмотке уменьшает сопротивление рабочей обмотки, следовательно ток будет увеличиваться.

Для сердечников дросселей насыщения необходимо использование быстро насыщаемых материалов, например пермаллоя.

Кривую намагничивания подобных материалов можно приближенно изобразить в виде двух прямолинейных участков.

- дифференциальная (динамическая) индуктивность

На первом участке кривой намагничивания и относительно велики, следовательно тоже будет иметь большое значение.

На втором участке кривой намагничивания сердечник насыщен и дифференциальная индуктивность близка к 0, следовательно мало и индуктивное сопротивление.

Пусть к рабочей цепи подведено синусоидальное напряжение.

U=Umsinωt

Если цепь постоянного тока разомкнута (управляющая), а переменное напряжение относительно мало, то катушка работает в режиме первого участка кривой намагничивания (сердечник ненасыщен), индуктивное сопротивление будет большим. В этих условиях режима возбуждения намагничивающий ток катушки весьма мал, а следовательно мало напряжение и на зажимах нагрузки.

Uн=iRн

Таким образом, при отсутствии постоянного намагничивания, дроссель насыщения в течении всего периода запирает цепь переменного тока. Влияние активных сопротивлений в этих условиях ничтожно, поэтому напряжение.

U=Umsinωt =-e = ,

а поток в сердечнике Ф=Фмsin(ωt- )

При включении постоянно постоянного управления, его намагничивающая сила половину периода будет направлена согласно намагничивающей силе переменного тока рабочей обмотки, другую половину периода эти намагничивающие силы будут направлены встречно.

При согласованном воздействии переменной и постоянной намагничивающей силы, поток в сердечнике достигает значения насыщения.

В условиях режима насыщения индуктивное сопротивление дросселя насыщения падает практически до нуля, следовательно, при переходе от режима возбуждения к режиму насыщения цепь переменного тока отпирается.

Этот переход можно считать скачкообразным, если петля гистерезиса сердечника прямоугольная.