Режим работы НТТ

Рассмотрим режим работы НТТ, нагруженного только на балластный резистор Ra (потерями в обмотках и магнитопроводе НТТ пренебрегаем). В момент перехода мгновенного входного тока ПНТ от отрицательных к положительным значениям начинается изменение индукции от значения —Вв к значению +BS, где Bs—индукция насыщения (рис. 4,6). Напряжение и2 начинает нарастать от нуля до значения и2=12тДбЬ\п а. В этот момент среднее напряжение U2ср соответствует индукции насыщения Bs: НТТ насыщается и прохождение вторичного тока прекращается, а следовательно, падает до нуля и вторичное напряжение и2.
Таким образом, параметрический СН непрерывного действия на базе НТТ при больших кратностях тока постоянным током управления. Принципиальная схема СН на базе ДН показана на рис. 5, а. Стабилизатор состоит из двух одинаковых трансформаторов П и Т2, первичные и вторичные обмотки которых W1 и w2 соединены параллельно. На сердечники П и Т2 наложены управляющие обмотки, соединенные таким образом, чтобы при прохождении переменного тока по обмоткам w 1 и w2 результирующая ЭДС основной и нечетных гармоник на паре управляющих обмоток равнялась нулю. Этим достигается развязка цепей переменного тока и управления. При отсутствии подмагничивания от обмоток управления СН работает как ТТ и при отсутствии насыщения трансформирует весь первичный ток (пренебрегаем током намагничивания) в цепь нагрузки. Когда среднее напряжение Uвых достигнет заданного значения, появляется ток управления, приводящий к началу насыщения сердечников ДН за счет подмагничивания и, следовательно, к снижению вторичного тока до такого значения, чтобы Uвых не возрастало. Чем больше первичный ток 1\, тем больше должен быть управляющий подмагничивающий ток. Рассмотрим действие СН (рис. 5, а) с учетом тех же допущений, что и выше. Наиболее наглядно принцип действия СН можно показать по кривым токов на изолированно работающем 77. Первичной МДС Т\ является сумма МДС первичной обмотки и обмоток управления. Это равносильно подаче на первичную обмотку ТТ синусоидального тока, содержащего постоянную составляющую 1\Экв.
Как известно, такой ток трансформируется идеальным ТТ при чисто активной нагрузке таким образом, что средние вторичные токи при положительном и отрицательном направлениях первичного тока равны. Это свойство не изменяется и в том случае, если при отрицательном направлении результирующего первичного тока сердечник ТТ насытится, несмотря на размагничивающее действие тока управления. Физический смысл такой трансформации заключается в том, что изменение индукции пропорционально среднему напряжению, а следовательно, среднему вторичному току (нагрузка активная). При отрицательном значении вторичного тока индукция изменяется от положительной индукции насыщения +BS до некоторого значения, определяемого средним отрицательным вторичным током (в случае, приведенном на рис. 5, в, до —Bs). При положительном вторичном токе изменение индукции происходит вновь до +Z?S, т. е. будет таким же, как и при отрицательном вторичном токе. Чем больше ток управления, тем больше смещение кривой результирующей МДС, а следовательно, тем меньше отрицательный вторичный средний ток, равный, как было показано, положительному вторичному среднему току. Когда МДС управления станет равной амплитуде МДС первичной обмотки, отрицательная полуволна /Вх,Экв исчезнет и вторичный ток станет равным нулю, так как индукция установившегося режима будет оставаться неизменной и равной +£8-
Таким образом, ДН так же, как НТТ, работает в режиме ключа, но в отличие от НТТ, ключа управляемого. Для получения полного диапазона регулирования МДС обмотки управления должна изменяться от нуля до значения, примерно равного МДС первичной обмотки при наибольшем входном токе [4]. Рассматривая кривые, приведенные на рис. 5,6, в, которые при активной нагрузке на СН являются в масштабе и кривыми выходных напряжений, можно сделать вывод, что амплитуда перенапряжений 12т,к Re на рис. 5, б при больших кратностях тока будет не меньше, чем у простого НТТ.
В полной схеме на рис. 5, а картина несколько усложняется за счет появления контуров, объединяющих оба трансформатора, но общий характер зависимости выходного напряжения от тока iy остается без изменений. На рис. 5,г показаны зависимости среднего выходного напряжения ивых,ср от тока /у при увеличении входного тока 1\ от /„ до /is- При отсутствии тока управления ДН работает как ТТ и среднее напряжение на выходе максимально. При токах /is и выше оно достигает своего наибольшего значения, соответствующего индукции насыщения. Подача тока управления любого знака приводит к практически пропорциональному снижению напряжения, и в идеальном случае оно достигает нуля при IyWy—I\W\. Если насыщение магнитопроводов произошло и при отсутствии управления, то при подаче тока напряжение продолжает поддерживаться до тех пор, пока отрицательная полуволна, имеющая бес токовую паузу, не станет полной. Для поддержания неизменного выходного напряжения схема управления должна вырабатывать сигнал, диапазон А/у которого показан на рис. 5, г. Он пропорционален диапазону изменения входного тока, и поэтому требуемая мощность управления может достичь достаточно больших значений при значительных кратностях тока к. з. Мощность управления можно уменьшить введением положительной обратной связи (о.с.).
Таким образом, схемы СН с ДН не дают выигрыша с точки зрения перенапряжений и формы кривой выходного напряжения.
Улучшение формы кривой входного и выходного напряжений СН может быть достигнуто с помощью нелинейных резисторов на входе СН, ограничивающих амплитуду входного напряжения, а также с помощью фильтров нижних частот (ФНЧ) на входе выпрямителя или сглаживающих фильтров на его выходе.