6.2.1Электромагнитные сифу

В качестве фазосдвигающих устройств электромагнитных СИФУ чаще всего используют мостовую схему (рисунок 6.2). При этом входное напряжение подается на первичную обмотку трансформаторов, вторичная обмотка которого разделена на две одинаковых полуобмотки, первая из которых вместе с резистивным сопротивлением образует первое плечо моста, вторая полуобмотка вместе с переменной индуктивностью образует второе плечо моста. Выходное напряжение снимается с диагонали моста.

Рисунок 6.2 – Мостовое фазосдвигающее устройство

При этом

или в векторной форме

. (6.1)

Принцип действия мостового фазосдвигающего устройства проиллюстрируем с помощью топографической векторной диаграммы (рисунок 6.3), которая представляет собой графическое описание уравнения (6.1).

Рисунок 6.3 – Топографическая векторная диаграмма

При изменении индуктивности катушки (L=var), будет изменяться модуль U_L. При этом фазовый сдвиг между U_L и U_R будет равен при любых обстоятельствах. Тогда очевидно, что будет изменяться и угол α.

При L=0, α=0, U_L=0.

При L= , α= , U_L= .

Таким образом, изменяя индуктивность катушки L, теоретически можно изменять начальную фазу управляющего импульса (угол управления) в пределах от 0 до . Практически – от 0 до .

6.2.1.1Усилитель формирователь импульсов (уфи)

В качестве УФИ электромагнитных СИФУ чаще всего применяют устройства двух типов:

1. Пик-трансформатор (П-Тр);

2. Пик-дроссель (П-Др).

Пик-трансформатор.

Пик-трансформатор (рисунок 6.4) представляет собой трансформатор, сердечник которого изготовлен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, в результате чего насыщение сердечника такого трансформатора происходит в течение очень малого промежутка времени. При этом входное напряжение снимается с первичной обмотки П-Тр, а выходное – со вторичной.

Рисунок 6.4 – Пик-трансформатор

Принцип действия такого устройства проиллюстрируем с помощью семейства временных диаграмм (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 – Временные диаграммы П-Тр

Такое устройство обеспечивает достаточную крутизну переднего фронта импульса за счет кратковременности протекания импульса.

Пик-дроссель.

Пик-дроссель (рисунок 6.6) представляет собой последовательно соединенные индуктивную катушку с сердечником из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и резистивный элемент R.

Рисунок 6.6 – Пик-дроссель

Входное напряжение подается на последовательную цепь LR и равно

.

или в векторной форме

.

Выходное напряжение снимается с резистора

.

Проиллюстрируем принцип действия такого устройства с помощью семейства временных диаграмм (рисунок 6.7).

Рисунок 6.7 – Временные диаграммы П-Др

В период нарастания входного напряжения (до насыщения сердечника П-Др) индуктивное сопротивление x_L в последовательной цепи L-R будет значительно больше резистивного сопротивления R и при этом U_L>>U_R. Поэтому U_L имеет форму как показано на рисунке 6.7.

После того как сердечник насытился, индуктивное сопротивление катушки резко уменьшается x_L<< R и соответственно U_R>> U_L.

Таким образом, выходное напряжение будет иметь форму импульсов с очень высокой крутизной переднего фронта.

К преимуществам электромагнитных СИФУ относятся:

1. Простота;

2. Большие функциональные возможности;

3. Высокая чувствительность (управляющие импульсы с выхода электромагнитных СИФУ обладают большой амплитудой).

К недостаткам электромагнитных СИФУ относятся:

1. Неудовлетворительные массогабаритные показатели;

2. Зачастую недостаточная точность;

3. Большая мощность потребления ( Вт на один силовой ключ).

Лекция 21