Активная мощность, выделяемая в нагрузке Р2=р5нС03ф2, где SnmUzahn - номинальная полная мощность трансформатора, ВА; т - ЧИСЛО фаз трансформатора.

КПД трансформатора представляет собой отношение активной мощности, выделяемой в нагрузке к активной мощности, потребляемой им из сети,

2 Р2 Р Sb cos ф2

Рг+Рст-\-Роб Р S cos фг + Ро +

(1.21)

Cos v=t

Выражение (1.21) позволяет определить т] при любых значе-ниях р и cos ф2, не нагружая трансформатор.

Из графиков рис. 1.21 следует, что зависимости т]=/(р) Ихмеют максимум. Взяв из выражения (1.21) производную т] по р и приравняв ее нулю, определим коэффициент нагрузки трансформато- р^ р ра Ршах, соответствующий наи- l. Зависимость КПД трансбольшему значению кпд, форматора от нагрузки

[Р5 С05ф2-Ь Po-f Р'Ркв]-[5 со5ф2-)-2рРк„]Р = 0.

Следовательно, КПД тра.чсфор.матора достигает мак^им.ально-го значения при равенстве посгоянных и переменных потерь, т. е.

при Ро=р2тахР1ш.

Как указывалось ранее, постоянные потери - это потери в стали сердечника трансформатора, пропорциональные квадрату магнитной индукции. Потери переменные - это потери в проводах обмоток трансформатора, пропорциональные квадрату плотности тока.

Изменяя магнитную индукцию и плотность тока, можно варьировать соотношение постоянных и перемегшых потерь и тем самым изменять величину коэффициента нагрузки Ртах, соответствующего наибольшему значению г\

Если трансформатор постоянно работает на номинальную на- грузку, то стремятся получить наибольший КПД при номинальном токе, т. е. при Ртах=1, что является обычным для трансформаторов малой мощности. Если же трансформатор работает в режиме частых и значительных недогрузок (силовые, осветительные и другие трансф9рматоры), то целесообразно получить наибольший КПД при нагрузках, меньше номинальных, т. е. при ртах<1-.

Глава вторая.

Магнитные усилители

2.1. ОБЩИ СВЕДЕНИЯ

простейший однофазный магнитный усилитель (МУ) представляет собой два идентичных трансформатора, первичные обмотки которых, называемые рабочими, соединяются между собой последовательно или параллельно и подключаются к источнику напряжения переменного тока. Нагрузка включается в цепь рабочих обмоток непосредственно или через выпрямительное устройство. Вторичные обмотки, называемые обмотками управления, соединяются последовательно и подключаются к источнику постоянного тока.

Первичные и вторичные обмотки трансформаторов включаются так, чтобы обеспечить насыщение сердечников в разные полупериоды изменения напряжения источника питания.

Принцип работы МУ заключается в том, чго в течение части Kaifloro из полупериодов изменения напряжения источника питания пока ни один из сердечников не насыщен, ток в нагрузке мал (пр1ед£тавляет, по существу, ток холостого хода трансформаторов), и практически все напряжение оказывается приложенным к рабочим обмоткам. В течение остальной части каждого из полупериодов, когда сердечники находятся в пасыщении, практически все напряжение источника питания оказывается приложенным к нагрузке.

Благодаря такому периодическому возникновению и исчезновению большого сопротивления последовательно с нагрузкой, Л\У работает как ключ, между источником питания и нагрузкой. Момент его замыкания может быть изменен выбором величины намагничивающей силы (НС) обмоток управления.

Рассмотри.м рис. 2.1. Сердечник МУ изображается в схемах жирной прямой линией. В отличие от трансформаторов оси обмоток МУ располагаются на схеме перпендикулярно линии сердечника. Выпуклости в графических изображениях рабочих обмоток и обмоток управления направлены взаимно противоположно. Условные начала обмоток отмечаются точками. Направление НС обмо-

Hp f

Ho \

.joK и пропорциональных им дапряженностей принято изображать стрелками, параллельными линии сердечника. Если ток входит в вывод обмотки, отмеченный точкой, то стрелку необходимо направить в сторону рабочей обмотки.

Широкое применение МУ в электропитающих и измерительных устройствах и устрой- S) ствах связи обусловлено такими достоинствами их, как высокая надежность; высокий коэффициент усиления (до 10*-10), > низкий порог чувствительности (до 10-1*-10-16 Вт-), возмож-f ность работы от сетей перемен- ного тока различной частоты (промышленной - 50 Гц, повышенной - 400 Гц и высокой - 10-10 Гц); конструктивная простота, сравнительная дешевизна и гальваническая развязка цепей управления и нагрузки.

В настоящее время известно большое количество различных схем и разновидностей МУ, которые можно разделить по следующим признакам:

1. По виду статической характеристики управления - на одно-гактные (нереверсивные) и двухтактные (реверсивные).

2. По способу осуществления обратной связи - на МУ с внешней, внутренней и смешанной обратной связью. При этом обратная связь может быть положительной или отрицательной, по току или по напряжению, магнитной или электрической, жесткой или гибкой.

3. По быстродействию - обычные и быстродействующие.

4. По способу включения нагрузки - на МУ с последовательным или параллельным относительно нагрузки включением рабочих обмоток.

5. По числу и конструрщии сердечников в однотактной схеме.

Рис. -2.1. Схема дроссельного магнитного усилителя (Д|МУ): а) принципиальная схема МУ при последовательном соединении рабочих обмоток и непосредственном включении нагрузки; б) условная электрическая схема замещения

2.2. ОДНОТАКТПЫЙ ДРОССЕЛЬНЫЙ МУ

Отличительной особенностью дроссельных МУ является отсутст-ствие постоянной составляющей втоке рабочих обмоток (рис. 2.1а).

Рассмотрим работу такого МУ в установившемся режиме при следующих допущениях: