какую роль играет размагничивающая обмотка
Какую роль играет размагничивающая обмотка
За то время, пока транзистор открыт, ток протекает через нижнюю половину первичной обмотки. Этот ток намагничивает сердечник, создает в нем магнитное поле. Когда транзистор запирается, это магнитное поле начинает уменьшаться, что вызывает возникновение в обмотке эдс самоиндукции. Если бы не было размагничивающей обмотки, эта эдс достигала бы больших значений, способных пробить транзистор.
В размагничивающей обмотке возникает эдс, полярность которой является отпирающей для диода вверху. Он отпирается, и через него по этой обмотке протекает ток. Направление этого тока таково, что создаваемое им магнитное поле противоположно по направлению тому полю, которое возникало в период открытого состояния транзистора. То есть, ток этой обмотки является размагничивающим, по отношению к сердечнику.
Собственно, если рассматривать классическую схему двухтактного преобразователя, с двумя транзисторами, и с одинаковыми полуобмотками, то каждая из этих полуобмоток в определенные моменты времени играет роль и размагничивающей, и намагничивающей. То есть, если рассматривать процесс с самого начала, когда только подано питание, то первый открывшийся транзистор только намагничивает сердечник. После его запирания, отпирается второй транзистор, и меняет направление намагничивания сердечника. Это приводит к тому, что некоторое время намагниченность из своего достигнутого значения снижается, до нуля, после чего меняет свой знак, и продолжает свой рост в обратной полярности. Затем снова происходит переключение обоих транзисторов, и перемагничивание сердечника.
Схема с диодом вместо транзистора заметно уступает по мощности. Поэтому используется в основном для маломощных преобразователей. По сравнению с обычной однотактной схемой, без размагничивающей обмотки, она имеет преимущества:
1. Более полное использование материала сердечника, за счет работы на более широком участке петли гистерезиса.
2. Напряжение на коллекторе можно снизить до безопасных значений, не прибегая к рассеиванию энергии, запасенной в магнитном поле сердечника, в виде тепла, нагревающего снаббер. То есть, кпд такой схемы выше, чем у простой однотактной.
Зачем размагничивать магнитопровод и какое оборудование для этого подходит
На российском рынке электротехнических приборов имеется широкий спектр диагностического оборудования для силовых трансформаторов и трансформаторов тока различной мощности. Сегодня рассмотрим трёхфазный трансформаторный размагничиватель DEM60R, позволяющий устранять остаточную намагниченность магнитопровода трансформатора. В описании заявлено устранение таких проблем, как ошибочная диагностика и неточные измерения на трансформаторе, созданные остаточным магнетизмом, однако не указано, при каких именно измерениях и при какой конкретно диагностике необходимо применение подобных приборов. Расскажем про два основных случая, когда эта процедура действительно необходима.
Во-первых, размагничивание обязательно при оценке состояния магнитопровода трансформатора и определении коэффициента трансформации, то есть при проведении измерений потерь холостого хода (потерь активной мощности в обмотке) трансформатора. По данным этих измерений можно судить о появлении короткозамкнутых контуров и о нарушении изоляции. Стоит учитывать, что результаты вышеуказанных измерений могут оказаться завышенными (даже в 2 раза!) по причине остаточного намагничивания, и в таком случае выводы окажутся неверными.
Такое остаточное намагничивание может возникнуть в результате любого чрезмерного возрастание тока, связанного, например, с нагревом постоянным током при измерении сопротивления обмоток, а также может быть связано с коротким замыканием, с включением и отключением или появлением апериодической составляющей. Но при этом нет необходимости в размагничивании при вводе в эксплуатацию нового трансформатора, при условии, что до этого не проводились измерения связанные с пропусканием постоянного тока, как уже было сказано выше, это нагрев постоянным током и измерение сопротивления обмоток.
Второй момент, при котором необходимо размагничивание магнитопровода, связан со снятием вольтамперных характеристик (ВАХ) для определения передаточной характеристики трансформатора и определения максимально допустимой нагрузки, подключаемой ко вторичной обмотке трансформатора. Магнитопровод может оказаться намагниченным при любом выводе трансформатора из работы, для исключения этого искажающего фактора размагничивание является обязательной процедурой перед каждым снятием характеристик намагничивания.
При протекании синусоидального тока, создающего магнитный поток, по петле намагничивания меняются и этот поток, и индукция, соответственно, при остаточном намагничивании ВАХ может оказаться не отражающей реальные значения. Для примера приведен рисунок, на котором красным обозначена ВАХ до размагничивания, синим — после размагничивания.
Стоит отметить, что на данный момент, процедура размагничивания остается «слепой зоной» в нормативной документации. Принятие решения о необходимости проведения этой процедуры полностью ложится на персонал, который несет ответственность за достоверность измерений. На практике, опытные специалисты проводят её с использованием обычных аккумуляторов в ручном режиме без точных методических указаний. Именно для автоматизации, ускорения процесса и получения более точных показателей был разработан DEM60R.
Сама суть снятия остаточного намагничивания заключается в пропускании контролируемого постоянного тока противоположных полярностей по обмоткам каждого стержня магнитопровода. Во время процесса размагничивания прибор подает ток с уменьшающейся величиной для каждого шага в несколько циклов вплоть до нуля, в соответствии с запатентованным программным решением.
Главным плюсом прибора DEM60R является встроенный собственный алгоритм для расчета остаточного магнетизма после размагничивания. Прибор измеряет начальный поток перед размагничиванием, максимальный поток во время размагничивания и остаточный поток после размагничивания. Эта функция предоставляет информацию о состоянии магнитопровода после размагничивания и гарантирует пользователю, что процесс размагничивания прошел успешно.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Размагничивающая обмотка
Размагничивающая обмотка включена последовательно с регулируемым резистором СВВ ( зажимы Рэ, Р &) на постоянное напряжение 75 В вспомогательного генератора, поэтому ток в ней при всех рабочих позициях контроллера машиниста остается неизменным. Размагничивающая обмотка позволяет получить при трогании тепловоза напряжение тягового генератора, близкое к нулю, что необходимо для надежного ограничения тока генератора. Без размагничивающей обмотки выполнить это условие невозможно, так как амплистат не может уменьшить ток в независимой обмотке возбудителя до нуля, а при минимальном токе амплистата ( см. рис. 18) напряжение возбудителя имеет большее значение, чем необходимо для ограничения тока при трогании. [1]
Размагничивающая обмотка РВ обеспечивает возбуждение В при повреждении элементов автоматической системы регулирования напряжения генератора Г и размагничивание возбудителя, а следовательно, и ограничение тока генератора при трогании с места. Размагничивание В вызвано тем, что амплистат имеет большой ток холостого хода. [2]
Назначение размагничивающей обмотки сводится к тому, чтобы снизить напряжение возбудителя и, следовательно, генератора в момент трогания. Размагничивающая обмотка включена так, что поток ее направлен противоположно потоку независимой обмотки. [5]
Питание размагничивающей обмотки осуществляется от промежуточного трансформатора тока ( ПТТ), первичная обмотка которого также включена в дифференциальную цепь. [7]
Применение размагничивающей обмотки ( см. рис. 8.20) необходимо при использовании неразрезных магнитопроводов из высококачественной электротехнической стали или пермаллоя. [8]
Одна из размагничивающих обмоток используется только для считывания. [11]
Наличие секционирования в размагничивающей обмотке позволяет ступенчато регулировать сварочный ток, что дает возможность выполнять сварку на малых токах при повышенном напряжении холостого хода. [14]
Электрические генераторы с размагничивающей обмоткой имеют три обмотки возбуждения: обмотку независимого возбуждения ОНВ, получающую питание от постороннего источника тока; обмотку параллельного возбуждения ОПВ и обмотку последовательного возбуждения ОПСВ. Магнитные потоки обмоток независимого Фг и параллельного Ф2 возбуждения складываются и образуют общее магнитное поле машины. Магнитный поток Ф3 обмотки последовательного возбуждения направлен навстречу основному магнитному потоку и ослабляет его. [15]
Применение преобразователя с размагничивающей обмоткой
Михаил Сизов, Троицк
В статье предлагается использовать схему обратноходового преобразователя (международное название – Flyback) [1, 2] для решения нестандартных задач.
Напомним принцип работы простейшего преобразователя с трансформатором, в котором есть две обмотки с одинаковым количеством витков. Схема устройства изображена на Рисунке 1. На Рисунке 2 показана форма тока ISUM через резистор 0.1 Ом, который включен в цепи эмиттера транзистора и размагничивающей обмотки NS. Схема преобразователя с размагничивающей обмоткой (далее – ПРО) формирует последовательно два импульса пилообразного тока. Первый, нарастающий импульс с пьедесталом (ток базы VT1), имеет положительную полярность, а второй, ниспадающий – отрицательную.
 |  | ||
| Рисунок 1. | Схема преобразователя с размагничивающей обмоткой. | Рисунок 2. | Форма тока ISUM. |
Наклон импульсов тока определяется индуктивностью обмоток трансформатора LF и напряжением питания ПРО (ВТ1) в соответствии с выражением (1).
 | (1) |
Импульсы тока такой формы нужны для управления силовыми биполярными транзисторами, коммутирующими индуктивную нагрузку, например, катушку зажигания автомобиля, первичную обмотку мощного обратноходового преобразователя или силового транзистора выходного каскада строчной развертки.
На Рисунке 3 показана схема биполярного ключа с применением ПРО для формирования базового тока силового ключа, а на Рисунке 4 – форма токов базы и коллектора силового транзистора VT2.
 |  | ||
| Рисунок 3. | Схема биполярного ключа с применением ПРО. | Рисунок 4. | Форма токов транзистора VT2. |
Схема включения транзисторов VT1 и VT2 напоминает схему составного транзистора, в которую добавили накопительный трансформатор. Получилась новая схема составного транзистора, в которой оба транзистора работают в ключевом режиме, обеспечивая минимальные потери при сохранении большого коэффициента усиления по току.
Параметры элементов схемы ПРО определяются характеристиками силового транзистора и коммутируемой им нагрузкой.
Рассмотрим практический пример применения схемы ПРО для управления силовым транзистором, который коммутирует катушку электронного зажигания автомобиля ВАЗ-2108.
Для оптимального управления необходимо, чтобы базовый ток VT2 был в 4 раза меньше тока коллектора на протяжении всего времени открытого состояния силового транзистора.
Поскольку напряжение питания ПРО совпадает с напряжением питания нагрузки, индуктивность первичной обмотки трансформатора ПРО должна быть в 4 раза больше индуктивности нагрузки (LNF = 16 мГн). При изменении напряжения питания системы зажигания отношение токов (IL/IB2) меняться не будет.
Анализ предложенной схемы позволяет сделать следующие выводы.
Генератор с независимым возбуждением и размагничивающей обмоткой
Отличительной особенностью такого генератора является то, что на магнитных полюсах расположены две обмотки возбуждения. Одна (намагничивающая) питается от постороннего источника тока (с независимым возбуждением), а по другой (размагничивающей) протекает сварочный ток.
С учетом двух обмоток возбуждения уравнение ЭДС генератора запишется в виде 
где 
— ток в намагничивающей обмотке с числом витков Wн; Jсв -ток в размагничивающей обмотке с числом витков Wp; 
— магнитное сопротивление на пути намагничивающего Фи и размагничивающего Фр потоков соответственно.
Поскольку намагничивающая и размагничивающая обмотки располагаются на одних и тех же полюсах, то сопротивление 
и 
будут равны. С учетом этого уравнение ЭДС для холостого хода 
запишется в виде
,
а уравнение выходного напряжения генератора под нагрузкой
Слагаемыми в скобках являются активное сопротивление и параметры, характеризующие свойства размагничивающей обмотки. Это позволяет заключить, что по своему действию размагничивающая обмотка эквивалентна сопротивлению, включенному последовательно в якорную цепь генератора
Тогда уравнение генератора принимает вид
из которого можно определить величину тока
где UД — напряжение сварочной дуги, которое равно напряжению генератора при нагрузке.
Таким образом, размагничивающая обмотка, играя роль сопротивления, включенного последовательно с дугой, обеспечивает падающую характеристику генератора, а при ее секционировании ступенчато регулирует величину тока.
ВСХ генератора с размагничивающей обмоткой
Плавное регулирование сварочного тока осуществляется за счет изменения напряжения холостого хода, для чего служит реостат R в цепи намагничивающей обмотки. Увеличение сопротивления R приводит к снижению намагничивающего тока 
снижению потока намагничивания Фн, напряжения холостого хода генератора и, наконец, к уменьшению сварочного тока.
Генератор обеспечивает падающую ВСХ только при вращении в одну сторону, указанную на корпусе стрелкой. В сварочных преобразователях необходимо контролировать правильное направление вращения электродвигателя до проведения сварки на холостом ходу.