67) Ограничители импульсов

Электронные ключи используют в устройствах формирования импульсов. К простейшим и наиболее распространенным устройствам формирования импульсов относят ограничители, а также линейные цепи, включаемые на выходе электронных ключей.

Ограничителем называют нелинейный четырехполюсник, выходное напряжение которого повторяет входное напряжение, если последнее не выходит за уровни ограничения, и почти не изменяется, если входное напряжение выходит за эти уровни.

Для ограничения сверху применяют последовательные или параллельные диодные ключи, а также транзисторные ключи, работающие только в режиме отсечки или только в режиме насыщения. На Error: Reference source not found показано ограничение синусоидального напряжения с помощью параллельного диодного ключа. Уровень ограничения равен уровню включения ключа. Аналогично получают ограничение снизу. Для двустороннего ограничения используют двойные ключи.

68) Генераторы линейно-изменяющего напряжения

Генераторы линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения (ГЛИН) применяют для развертки электронного луча в электроннолучевых трубках телевизионных, осциллографических и радиолокационных устройств, а также в схемах сравнения для задержки импульсов во временя и т. п.

ГЛИН могут работать в режиме самовозбуждения и в ждущем режиме, когда период повторения пилообразного напряжения определяется запускающими импульсами. Режим самовозбуждения применяют, например, для получения непрерывной развертки в осциллографах, а ждущий режим - для получения ждущей развертки.

Напряжением пилообразной формы называется напряжение, которое в течение определенного времени нарастает или убывает пропорционально времени (линейно), а затем быстро возвращается к исходному уровню. Пилообразное напряжение может быть линейно нарастающим (рис. 1) или линейно падающим (рис. 2).

Рис. 1 - Линейно изменяющееся нарастающее напряжение

Рис. 2 - Линейно изменяющееся падающее напряжение

69. Основных уравнений трансформатора три: уравнение электрического состояния первичной обмотки, уравнение электрического состояния вторичной обмотки и уравнение токов.

 

Уравнение электрического состояния первичной обмотки:

,

где U₁   – комплекс напряжения на первичной обмотке;

Е₁   – комплекс ЭДС первичной обмотки;

I₁    – комплекс тока первичной обмотки;

r₁    – резистивное сопротивление первичной обмотки;

X₁   – индуктивное сопротивление рассеивания первичной обмотки.

 

Уравнение электрического состояния вторичной обмотки:

,

где U₂   – комплекс напряжения на вторичной обмотке;

Е₂   – комплекс ЭДС вторичной обмотки;

I₂    – комплекс тока вторичной обмотки;

r₂    – резистивное сопротивление вторичной обмотки;

X₂   – индуктивное сопротивление рассеивания вторичной обмотки.

 

 

Уравнение токов:

,

где I_x  – ток холостого хода трансформатора.

Полученное уравнение называют уравнением магнитного состояния трансформатора. Оно описывает соотношение между токами первичной и вторичной цепей трансформатора, объединенных магнитной цепью. С увеличением мощности приемника вторичный ток возрастает, при этом первичный ток также возрастает.

70. Потери энергии в трансформаторе складываются из:

- потерь на нагревание обмоток; Поэтому обмотки делаются из меди.

- потерь на нагревание сердечника; Поэтому сердечник делается наборным, все пластины изолированы.

- потери на перемагничивание сердечника; Сердечник выполняется из мягкой трансформаторной стали.

Идеальный трансформатор — трансформатор, у которого отсутствуют потери энергии на нагрев обмоток и потоки рассеяния обмоток^[7]. В идеальном трансформаторе все силовые линии проходят через все витки обеих обмоток, и поскольку изменяющееся магнитное поле порождает одну и ту же ЭДС в каждом витке, суммарная ЭДС, индуцируемая в обмотке, пропорциональна полному числу её витков^[8]. Такой трансформатор всю поступающую энергию из первичной цепи трансформирует в магнитное поле и, затем, в энергию вторичной цепи. В этом случае поступающая энергия равна преобразованной энергии:

Где

P₁ — мгновенное значение поступающей на трансформатор мощности, поступающей из первичной цепи,

P₂ — мгновенное значение преобразованной трансформатором мощности, поступающей во вторичную цепь.

Трансформаторная ЭДС E₁, пропорциональная основному магнитному потоку, приблизительно равна напряжению на первичной катушке U₁. Действующее значение напряжения постоянно. Поэтому основной магнитный поток трансформатора остается неизменным при изменении сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности.         Если   , то и сумма магнитодвижущих сил трансформатора

71. Под внешней характеристикой понимается зависимость выходного напряжения от тока нагрузки с учетом его характера (активная - R, активно-  емкостная - RC, активно – индуктивная - RL).

Внешние характеристики. Зависимость U₂ = f(I₂) или U₂ = f(β) при U₁ = U_1ном = const, f = fном = const и cosφ₂ = const называют внешней характеристикой трансформатора. Для ее построения можно использовать формулу

U'₂ = U_1ном(1 - Δu/100) = U_1ном[1 - β(и_к.аcosφ₂+и_к.рsinφ₂)/100 - β²(и_к.рcosφ₂ - и_к.аsin φ₂)²/20000].

(2.48)

В пределах изменения коэффициента нагрузки β от 0 до 1 внешние характеристики практически прямолинейны (рис. 2.34, а).

Напряжение короткого замыкания и_к, его составляющие и_к.а и и_к.р зависят в определенной степени от номинальной мощности трансформатора. В трансформаторах средней и большой

Рис. 2.34. Внешние характеристики трансформаторов и график изменения Δu

мощности реактивная составляющая напряжения короткого замыкания значительно больше, чем активная. Поэтому в таких трансформаторах реактивная нагрузка вызывает большее изменение напряжения U'₂, чем активная, т.е. чем меньше cosφ₂, тем ниже проходит внешняя характеристика и значительнее изменяется напряжение U'₂. При активно-индуктивнои нагрузке всегда напряжение U'₂ < U₁; при активно-емкостной нагрузке и некоторых углах φ₂ оно может стать большим U₁ [в формуле (2.48) при φ₂<0 члены, содержащие sinφ₂, становятся отрицательными]. При заданном значении β относительное изменение напряжения Δu зависит от величины угла φ₂. При активной нагрузке величина Δu невелика; при активно-индуктивной нагрузке она возрастает и достигает максимального значения, когда φ₂ = φ_к; при активно-емкостной нагрузке эта величина может стать отрицательной

72. Формула ЭДС машины. При вращении обмотки якоря в магнитном поле полюсов в проводниках обмотки, как указывалось, наводится ЭДС:

Среднее значение этой ЭДС за половину периода

,

где   – среднее значение магнитной индукции в воздушном зазоре, определяемое по кривой   (рис. 1.7);   – магнитный поток одного полюса;   и   определены ранее.  ЭДС машины, как было показано, равна ЭДС одной параллельной ветви, поэтому, если обмотка якоря имеет Nпроводников, ее ЭДС

,

где   – число параллельных ветвей.