Электрические аппараты автоматического управления - Однотактные и двухтактные блоки магнитных усилителей

Однотактные (нереверсивные) блоки магнитных усилителей серии БО

Блоки МУ серии БО (рис. 9.21) представляет собой трехфазный магнитный усилитель, состоящий из трех однофазных усилителей серии ТУМ (4 и 5 габаритов), выпрямителей и согласующего трехфазного трансформатора. На выходе усилителей включены первичные обмотки трансформатора, предназначенного для согласования парахметров усилителя с параметрами нагрузки Ru. На выходе вторичной обмотки трансформатора имеются выпрямители, соединенные по d трехфазной мостовой схеме. Нагрузка подсоединяется к зажимам d we. Если на выходе необходимо иметь трехфазные напряжения, нагрузка подсоединяется к зажимам а, b и с

.
Блок применяется в схемах автоматизированного электропривода самостоятельно или совместно с контурами в тех случаях, когда требуется плавный пуск двигателя.

Блоки МУ серии БО-ЗП.

Для питания высокочастотных обмоток управления магнитных усилителей типа УМП используются тороидальные магнитные усилители серии ТУМ на 50 гц или ТУМ-АК на 400 гц. Для питания низкоомных обмоток управления усилителей УМП разработаны два блока МУ промежуточных магнитных усилителей. Блок МУ содержит трехфазный трансформатор с переключением первичной обмотки со звезды на треугольник напряжением 380—220 в, источник выпрямленного тока для питания обмотки смещения выходного каскада и магнитный усилитель для питания обмоток управления выходного каскада усилителя. Оба блока имеют по 5—6 обмоток управления.

Двухтактные (реверсивные) магнитные усилители

В практике бывает необходимо иметь характеристику «вход — выход» магнитного усилителя, симметричную относительно начала координат. В таких магнитных усилителях ток нагрузки или напряжение выхода меняет знак или фазу на 180° Особенность такого магнитного усилителя состоит в том, что при токе управления, равном 0, ток выхода или напряжение выхода равны нулю.
Магнитные усилители, имеющие такую характеристику, называются двухтактными или реверсивными в отличие от рассмотренных выше однотактных или нереверсивных. Двухтактный магнитный усилитель состоит из двух однотактных МУ, соединенных по определенной схеме. На рис. 9.22 представлена характеристика «вход — выход» двухтактного магнитного усилителя, собранного на двух однотактных магнитных усилителях типа ТУМ-А5-11.
Чтобы получить двухтактный магнитный усилитель, однотактные магнитные усилители собираются по дифференциальной или мостовой схеме. На рис. 9.23 приведена дифференциальная схема двухтактного магнитного усилителя, собранная на двух магнитных усилителях типа ТУМ-А5-11. На схеме /?1б и /?2с»— балластные сопротивления. Схема питается от двух независимых обмоток разделительного трансформатора. (На схеме разделительный трансформатор не показан.) Обмотки управления отдельных МУ соединены встречно. Обмотки смещения (на схеме соединение не показано) должны соединяться согласно. Характеристика «вход — выход» для схемы (рис. 9.23) приведена на рис. 9.22.


На рис. 9.24 представлена схема двухтактного магнитного усилителя, в которой однотактные МУ типа ТУМ-А5-11 соединены по мостовой схеме. Как следует из рис. 9.24, рабочие обмотки каждого из МУ образуют противоположные плечи моста. Усилитель 1МУ образует левое верхнее и правое нижнее плечи, усилитель 2МУ — два других плеча. В одну диагональ моста включено балластное сопротивление /?б, а в другую — сопротивление нагрузки /?„. Каждое плечо моста питается от трансформатора, имеющего четыре независимые обмотки и соответствующее напряжение. Обмотки управления отдельных МУ соединены встречно, обмотки смещения согласно. Характеристика «вход — выход» двухтактного МУ, собранного по мостовой схеме, представлена на рис. 9.25 (кривая /), а изменение тока в балластном сопротивлении (кривая 2). В балластном сопротивлении, как показано стрелками на рис. 9.24, ток всегда имеет одно и то же направление. Направление тока в цепи нагрузки определяется знаком тока управления. При отсутствии тока управления мост сбалансирован и ток в цепи нагрузки отсутствует. В это время в балластном сопротивлении ток имеет максимальное значение. С появлением тока управления индуктивное сопротивление двух противоположных плеч моста увеличивается, а двух других уменьшается. Возникающий в результате этого разбаланс моста приводит к росту тока нагрузки. Ток в балластном сопротивлении при этом падает. Мостовая схема двухтактного МУ более сложна, чем дифференциальная, поэтому ее применяют в случаях, когда это обосновано. Основным достоинством мостовой схемы является относительно высокий к. п. д.— до 50%, тогда как дифференциальная имеет к. п. д. до 17%. Поэтому когда к. п. д. не является определяющим показателем (маломощная схема), тогда можно применять дифференциальные схемы; в более мощных схемах, когда расход энергии может определять достоинство схемы, следует применять мостовые схемы. Существенным недостатком МУ является инерционность.

Рпс. 9.24
(9.10)
Это необходимо учитывать при проектировании схем автоматики на МУ Напряжение на выходе МУ практически не отстает по времени от тока в управляющих обмотках. Инерционность МУ определяется инерционностью цепей управления

где Ту — постоянная времени обмотки управления;
Ly — индуктивность обмотки управления;
Ry — сопротивление обмотки управления;
/?д.у— добавочное сопротивление в цепи обмотки управления.

Так, например, если обмотка 7 усилителя типа ТУМ-А5-11 имеет постоянную времени 0,44 сек (табл. 9.5) и будет включена на напряжение 220 в постоянного тока, то за счет добавочного сопротивления постоянная времени цепи управления уменьшится в 30—200 раз.
В тех случаях, когда обмотки управления питаются от источников с низким напряжением, быстродействие МУ может быть получено иными приемами, например введением отрицательных обратных связей с выхода усилителя на его вход. Для сглаживания пульсаций тока в цепи нагрузки в отдельных случаях применения МУ к его выходу подключается емкость. Это приводит к замедлению переходных процессов на выходе МУ Поэтому емкость на выходе следует подключать лишь при крайней необходимости и брать ее минимальной.

Конструкции двухтактных (реверсивных) МУ. Двухтактные МУ выпускаются промышленностью в виде двухтактных блоков магнитных усилителей серии БД. На рис. 9.26 представлена схема блока серии БД, собранная по мостовой схеме, а в табл. 9.9 приведены основные данные некоторых блоков этой серии.

Блоки изготовляются для работы в общепромышленных условиях, а также для работы в условиях тропического климата. Обозначение типа складывается из букв и цифр. Первые две буквы БД читаются — блок двухтактный. Затем после тире следует цифра 2, указывающая, что блок выполнен на двух магнитных усилителях.

Следующая буква Т указывает на то, что магнитные усилители выполнены на тороидных сердечниках. Буквы А и Б обозначают соответственно открытое исполнение усилителей и исполнение, залитое термореактивным компаундом. Последующая цифра означает номер габарита магнитного усилителя. Трехзначная цифра, поставленная после тире за номером габарита, указывает на величину напряжения питания. Первая цифра, отделенная от величины напряжения точкой, обозначает номер рисунка, где изображена схема включения, вторая цифра — номер исполнения обмоток управления усилителей. Буква Т, поставленная в конце обозначения типа, указывает на то, что блок предназначен для работы в условиях тропического климата.