Электропривод, электрическая аппаратура и элементы автоматики (страница 3)

6. Схема однополупериодного выпрямителя имеет вид, показанный на рис 99. Вместо батареи для цепи накала служит отдельная вторичная обмотка. Провод «+» выходной цепи присоединен к средней точке вторичной обмотки цепи накала, чтобы выпрямленный ток распределялся поровну между половинами цепи накала. Ток и напряжение на выходе имеют форму полуволн синусоиды, разделенных промежутками в полупериод. Первичное напряжение синусоидально и равно 240 В, коэффициент трансформации трансформатора .
Требуется:
1) определить максимальное обратное напряжение, которое прикладывается к лампе в середине непроводящего полупериода, и среднее значение выпрямленного напряжения, пренебрегая падением напряжения в самой лампе;
2) предположив, что при наибольшем токе это падение напряжения равно 34 В, определить значение коэффициента трансформации, чтобы получить напряжение на выходе такое же, как в первом случае (см. п. 1).

Решение:
Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора

Максимальное обратное напряжение, которое прикладывается к лампе в середине непроводящего полупериода: Среднее значение выпрямленного напряжения при однополупериодной схеме выпрямления, когда одна половина волны напряжения не используется, в два раза меньше, чем среднее значение синусоиды этого напряжения за половину полупериода:

Во втором случае (п.2) к наибольшему обратному напряжению следует прибавить падение напряжения в лампе (приближенно выполняется арифметическое сложение): Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора в этом случае Необходимый коэффициент трансформации трансформатора Среднее значение тока при однополупериодном выпрямлении будет равно среднему значению синусоидального тока , если амплитуда последнего в два раза меньше амплитуды первого тока: . Однако действующие значения токов не будут равны. Действительно, в течение проводящей части полупериода мгновенное значение первого тока вдвое превышает мгновенное значение синусоидального тока, поэтому мгновенное тепловое действие, пропорциональное квадрату тока, окажется в 4 раза больше. Следовательно, результирующее тепловое действие первого тока в течение всего периода будет в два раза больше, чем при синусоидальном токе, откуда также следует, что действующие значения этих токов относятся как .7. Определить коэффициент пульсаций напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя.
Примечание. Коэффициентом пульсаций называют отношение действующего значения переменного напряжения пульсаций к среднему значению выпрямленного напряжения.Решение:
Действующее значение напряжения пульсаций можно определить из действующего значения волны напряжения и ее среднего значения. Если при двухполупериодном выпрямлении квадрат действующего значения напряжения, как и при синусоидальной волне, равен ,то при однополупериодном выпрямлении он вдвое меньше . Квадрат среднего значения напряжения, т. е. квадрат от равен . Среднеквадратичное значение напряжения пульсаций определяется как корень квадратный из разности указанных напряжений: Коэффициент пульсаций напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя, согласно определению, равен Это значение очень большое. Коэффициент пульсаций применяют для сравнения пульсаций, остающихся на выходе выпрямителей различных систем.

8. Для сглаживания колебаний на выходе однополупериодного выпрямителя включен конденсатор емкостью 12 мкФ. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 230 В, частота сети 50 Гц, среднее значение выпрямленного тока 30 мА.
Определить:
1) среднее значение выпрямленного напряжения;
2) наибольшее значение пульсаций, предполагая, что разряд конденсатора происходит с постоянной скоростью (по закону прямой линии), определяемой средним значением выпрямленного тока. Временем заряда конденсатора пренебречь, полагая время разряда равным продолжительности периода.Решение:
Амплитуда напряжения на вторичной обмотке трансформатора Продолжительность разряда конденсатора, если пренебречь временем заряда: Количество электричества, протекающего при разряде конденсатора, устанавливается по среднему значению выпрямленного тока ,а именно: В результате разряда напряжение на конденсаторе понижается, причем это понижение равно убыли заряда q, поделенной на емкость С: Среднее значение выпрямленного напряжения Наибольшее значение пульсаций 9. При анодном напряжении 220 В и напряжении на сетке 3 В анодный ток трехэлектродной лампы равен 5 мА. Если увеличить анодное напряжение до 260 В, то этот ток возрастет до 7 мА, а при увеличении напряжения на сетке до 4 В значение анодного тока ставится первоначальным.
Определить параметры трехэлектродной лампы.Решение:
Приращение анодного напряжения вызванное им приращение анодного тока Внутреннее сопротивление равно отношению приращения анодного напряжения к соответствующему приращению анодного тока Приращение напряжения на сетке вызванное им приращение анодного тока Крутизна характеристики S равна отношению приращения анодного тока к приращению напряжения на сетке : Коэффициент усиления m как отношение приращения анодного напряжения к приращению напряжения на сетке при неизменном анодном токе равен Проверим выполнение равенства , связывающего параметры лампы: 10. Определить коэффициент усиления напряжения, если параметры лампы: .Решение:
Рабочий коэффициент усиления напряжения Рабочий коэффициент усиления получается меньше, чем коэффициент усиления лампы , и отношение указанных величин равно . Чем больше сопротивление по сравнению с внутренним сопротивлением лампы , тем ближе рабочий коэффициент усиления к коэффициенту усиления лампы :

11. Экспериментальным путем получено семейство характеристик одновременного намагничивания дроссельного магнитного усилителя (рис. 100), т. е. семейство зависимостей переменного напряжения между зажимами дросселя от тока нагрузки при неизменном токе управления (рис. 101).
Неизменное значение постоянного тока управления поддерживается при помощи делителя напряжения, а переменное напряжение сети U = 60 В регулируется лабораторным автотрансформатором ЛАТРом.
Определить оптимальное сопротивление нагрузки при токе управления .

Решение:
Можно пренебречь небольшим активным сопротивлением обмоток .
Сумма квадратов на дросселе (чисто индуктивного) и напряжения на нагрузке (чисто активного) равна квадрату напряжения сети U: Разделив обе части равенства на , получим Отношение означает величину, обратную току, который имел бы место при включении нагрузки непосредственно на напряжение сети (без магнитного усилителя): Учитывая это, запишем Это уравнение эллипса, малая полуось которого U = 60 В отложена на рис. 101 по оси ординат, а большая полуось — по оси абсцисс: Задаваясь значениями напряжения , получим соответствующие значения тока ; например, при ток и т. д.
Дуга эллипса пересекает характеристики в точках а, b, с, d, е, f, g, h, i. Каждой из этих точек соответствуют координаты , кроме того, эти точки находятся на кривых тока управления . Параметры можно связать как абсциссу и ординату и в новой системе осей координат построить характеристику управления , пользуясь табл. 16.

Таблица 16


Точка пересечения эллипса
а b с d е f g h i k	0,085 0,14 0,19 0,26 0,315 0,36 0,42 0,46 0,485 0,495	0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09

Зададимся током управления . Тогда при токе нагрузки, изменяющемся , можно по характеристике установить соответствующие значения напряжения на дросселе и вычислить напряжения на нагрузке: где U = 60 В напряжение сети.
На основании этого составим табл. 17.
По кривой зависимости можно убедиться, что максимальная мощность будет при токе . Соответствующее оптимальное сопротивление нагрузки при токе управления равно

Таблица 17


0,25	0,32	0,3	0,35	0,4
8	22	16	35	60
59,4	55,8	57,8	48,7	0
14,8	17,9	17,3	17,1	0

Смотри полное содержание по представленным решенным задачам.