Библиографическое описание:

Файзиев М. М., Каримов И. Н. Нагрузочный режим удвоителя частоты со стабилизацией выходного напряжения на базе магнитного усилителя // Молодой ученый. — 2015. — №18. — С. 205-207.

Повышение частоты источников питания всё время привлекало внимание многих исследователей, и этот вопрос до сих пор является одним из важных проблем электротехники.

Удвоитель частоты состоит из двух идентичных нелинейных ферромагнитных элементов. Первичные обмотки соединены согласно-последовательно и подключены к источнику переменного тока, а вторичные обмотки включены встречно-последовательно. При таком соединении индуктируемые во вторичных обмотках э. д.с основной частоты взаимно вычитаются, и их сумма равняется нулю. Нелинейные ферромагнитные элементы оснащены третьему обмотками, включенными встречно-последовательно, служащими для создания постоянного подмагничивающего поля, способствующего появлению в сердечниках чётных гармоник индукции.

Для индуктивной нагрузки схемы устройства, показанный на рис. 1, имеем следующие уравнение:

Рис. 1. Схема удвоителя частоты при индуктивной нагрузке

                                                                                     (1)

                                                                          (2)

                                                                                 (3)

                                                                               (4)

Здесь,

u -напряжение источника;

ФА, ФВ- магнитные потоки в сердечниках ферромагнитных элементов;

- коэффициенты аппроксимирующей функции;

- число витков первичных, вторичных обмоток и обмотки подмагничивания;

токи первичной, вторичной обмотки;

тока подмагничивания;

параметры нагрузки.

Допустим, что

                                                                                                     (5)

                                                                                                    (6)

где

постоянная составляющая магнитного потока;

переменная составляющая магнитного потока с частотой ;

 переменная составляющая магнитного потока с частотой 2.

Для случая

                                                                       (7)

Подставляя (7) в (2) получим следующее выражение:

                             (8)

Вводя базисных величины и приведя уравнение (8) к безразмерному виду, посли некоторых математических преобразований.

Имеем:

                      (9)

Здесь,

;

; .

Дифференциальное уравнение цепи (9) решаем, учитывая основную и удвоенную гармоники индукции ферромагнитных элементов.

Пусть,

,                                                                                                               (10)

,                                                                                                       (11)

Тогда из (9) после некоторых математических преобразований и применяя метода, гармонического баланса имеем:

                                           (12)

                                                           (13)

                                         (14)

Возводя в квадрат зависимости (12), (13) и сложив их получим уравнение, которое имеет следующее решение:

                                 (15)

здесь;

,

,

 .

Из (12,13) получим следующее:

                                                                    (16)

где,

.

На основе уравнения (15) задаваясь значением  и определяя из (14) величину  строим характеристики  для различных токов подмагничивания. Проведем линию, параллельную оси абсцисс определяем в точках пересечения значения ,  и строим зависимость  необходимый для стабилизации выходного напряжения [1]. Затем можно строить регулировочную характеристику удвоителя частоты. Таким образом, соответствующим выбором необходимой закономерности тока подмагничивания обмотки управления в зависимости от приложенного напряжения источника, можно обеспечить стабилизацию выходного напряжения ферромагнитного удвоителя частоты.

Произведен анализ предложенного схемы исследуемого устройства для случая индуктивной нагрузки при учете основной и удвоенной гармоник магнитного потока значения коэффициента сердечников. Установлено, что предложенное устройство имеет коэффициент стабилизации по нагрузке  лежит в пределах от 30 до 70.

 

Литература:

 

1.         Кадиров Т. М., Алимов Х. А., Файзиев М. М. Установившийся режим ферромагнитного удвоителя частоты. Узбекский журнал Проблемы информатики и энергетика 1997. № 3.С.29–33.

2.         Бессонов Л. А. Нелинейные электрические цепи. М: Высшая школа, 1964, 430с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle