Резонансный стабилизатор переменного напряжения, токовые клещи постоянного тока - Примеры схем с магнитным усилителем. Феррорезонансное решение

Два примера применения магнитного усилителя - токовые клещи и стабилизатор напряжения. Измерение постоянного тока, стабилизация переменного. (10+)

Магнитный усилитель - Токовые клещи. Стабилизатор переменного напряжения

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Измерение постоянного тока. Токовые клещи

Применение магнитного усилителя позволяет измерить постоянный ток, проходящий через проводник, без разрыва. На этом принципе основаны токовые клещи для измерения постоянного тока. Здесь можно посмотреть описание токовых клещей переменного тока. Приведу пример схемы.

В схеме применены дополнительные обмотки L5, L6, по которым пропускается измеряемый ток. Если нужно измерить большие токи, то это может быть один виток, то есть просто провод, пропущенный один раз в окно дросселя. Если сердечники устроены так, что их можно открыть для помещения в них такого провода, а потом закрыть, то получаются токовые клещи. Если измеряется небольшой ток, то нужно намотать несколько витков.

Принцип работы таков. С помощью регулируемого источника стабильного тока осуществляется установка нуля, то есть задается такой ток через управляющие обмотки, чтобы при отсутствии измеряемого тока, магнитный усилитель был закрыт, практически не проводил ток. Но уже небольшой измеряемый ток открывал его.

При появлении измеряемого тока магнитный усилитель открывается. Через него начинает течь переменный ток, который тут же выпрямляется и вычитается из тока установки нуля. Так как магнитная индукция от измеряемого тока и магнитная индукция тока через L1 - L4 складываются, то магнитный усилитель закрывается. Таким образом, в установившемся режиме сила тока через миллиамперметр равна силе измеряемого тока, умноженной на число витков L5 и деленной на число витков L1.

Для уменьшения габаритов и повышения точности измерения в таких измерительных приборах обычно применяется довольно высокочастотный переменный ток (3 - 10 кГц.)

Стабилизатор переменного напряжения

На элементах C1, R1, M2, C2, VD1 собран источник стабильного тока. Действительно на C2 формируется фиксированное напряжение. Напряжение на управляющих выводах магнитного усилителя мало, так как он имеет небольшое сопротивление постоянному току. К резистору R1 приложено фиксированное напряжение, через него идет фиксированный ток. Этот ток выбираем так, чтобы при нем магнитный усилитель был полностью открыт, то есть берем силу управляющего тока, которую мы задавали при расчете магнитного усилителя. C1 - 2 мкФ, 500 В. М2 - мост на 25 В, 200 мА. C2 - 10 000 мкФ 15 В. VD1 - стабилитрон 10 В 2 Вт.

Амплитудное значение выходного напряжения зависит от соотношения количества витков L5 и L6. Как только амплитуда напряжения на L6 становится больше 11 В (10 В - напряжение на стабилитроне VD2, 1 В - падение напряжения на двух диодах моста), ток через стабилитрон VD2 резко возрастает. Этот ток вычитается из тока через R1. Магнитный усилитель закрывается настолько, чтобы напряжение на обмотке L6 стало чуть меньше 11 В.

Амплитудное значение сетевого напряжения равно 310 В, действующее 220 В

C3 - 1 мкФ. М2 - мост на 25 В, 200 мА. VD2 - стабилитрон 10 В 2 Вт.

Так как часть сетевого напряжения падает на магнитном усилителе, то, чтобы получить на выходе 220 вольт, нужно применять автотрансформатор.

Катушка L5 и конденсатор C4 образуют колебательный контур, настроенный на 50Гц. Он необходим для корректировки искаженной формы выходного сигнала после магнитного усилителя. Рассчитать L5 и C4 можно на странице c расчетом резонансного фильтра гармоник. В том расчете нас интересует только параллельный контур. На результаты для последовательного не обращайте внимание.

Отвод делается от 2/3 обмотки.

Возможные значения: L5 - 247 витков с отводом от 150 витка. C4 - 50 мкФ. L6 - 9 витков.

Приведенная схема стабилизирует переменное напряжение непрерывно, без бросков и импульсных помех. Она подходит для работы на осветительные приборы, не вызывая их моргания, и на чувствительную к коммутационным помехам аппаратуру. Недостатками являются большие габариты, относительно низкий КПД (70% - 80%), шум (гул) при работе.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. [2] сообщений.

Здравствуйте. Измерение постоянного тока. Токовые клещи Вы пробовали делать или это теоретические разработки? Если делали можно рабочую схему с данными. Хотелось ее сделать. Читать ответ...

Поясните пожалуйста, как понимать элементы формул '1.257E-9', '2.5E5', '1.257E-3' и т.п. Благодарю. Читать ответ...