АВ – автоматты ажыратқыш; АҚ – ажыратқыш-қосқыш; БФКР – бірфазалық
кернеу реттегіші; Т – түзеткіш; С – түзетілген кернеудің пульсациясын
тегістейтін сыйымдылық; V
қ
, V
1
– қоректендіру кӛзін ӛлшейтін вольтметрлер;
V
д
, V
2
– доға кернеуін ӛлшейтін вольтметрлер; R
L
– индуктивтік кедергі;
А – амперметр; W – ваттметр; Д – диафрагма; Э – экран.
3.2 сурет
Ток жоғарылаған кезде (I>I
в
) қарсы ЭҚҚ 𝐿
𝑑𝑙
𝑑𝑡
= 𝑈
қк
− 𝑈
д
− 𝐼𝑅 теріс
болады және
𝑑𝑙
𝑑𝑡
– теріс болады, яғни ток бастапқы шамаға I
в
дейін тӛмендей
бастайды. Егер ток I
в
шамасынан тӛмен болса, онда
𝐿
𝑑𝑙
𝑑𝑡
оң болады және ток
қайта I
в
шамасына жоғарылайды, яғни В нүктесі доғаның тұрақты жануына
сәйкес келеді.
U
қ
Т
осциллографқа
А
Қ
АҚ
БФКР
3.3 сурет
А нүктесінде токтың кездейсоқ жоғарылауына қарсы ЭҚҚ оң шамасы
сәйкес келеді. Сонымен ток ары қарай I
в
шамасына дейін жоғарылайды, сонда
тұрақты жағдай орнатылады. Егер ток I
а
шамасынан аз болса, онда қарсы ЭҚҚ
шамасы теріс болады және ток нӛлге дейін тӛмендейді – доға сӛндіріледі.
3.4 сурет - Тұрақты ток доғасының орнықтылығын анықтау
Кедергінің R ӛзгеруі кезінде түзу 𝑈
қк
= 𝐼 ∙ 𝑅 С нүктесінде кедергі
жоғарылаған кезде сағат тілінің бағытымен және кедергі тӛмендеген кезде
сағат тілінің бағытына қарама-қарсы айналады. Сонда В нүктесі доғаның
сипаттамасына қарай солға немесе оңға жылжиды. Сонымен кедергіні R
ӛзгерту арқылы доға тогының орнықты шамасын да ӛзгертуге болады. Түзу
𝑈
қк
= 𝐼 ∙ 𝑅 доғаның вольамперлік сипаттамасына (В нүктесі) жанама болса
доға сӛндіріледі (U
д
=0).
U
қ1
U
қ2
Егер қоректендіру кӛзінің кернеуі ӛзгерсе (3.4 сурет), сонда түзу
𝑈
қк
= 𝐼 ∙ 𝑅 тұрақты кедергіде R ӛзіне ӛзі параллель жылжиды және доғаның
орнықты жану тогын ӛзгертуге болады. Ең соңында, доғаның ұзындығының
ӛзгеруі оның алдыңғыдан жоғары немесе тӛмен орналасқан басқа сипаттамаға
ауысуын тудырады. Сонда доға тогы аз шектерде ӛзгереді және оны бастапқы
шамасына қайта келтіру үшін қоектендіру кӛзінің кернеуін немесе кедергіні
ӛзгерту қажет болады.
Айнымалы кернеу доғасының ерекшеліктері. Тұрақты кернеу доғасымен
салыстырғанда айнымалы кернеу доғасының бірқатар ерекшеліктері бар. Доға
тогы бір периодта нӛл арқылы екі рет ӛтеді. Сонда, егер электр доғасы
синусоидалық кернеу кӛзінен қоректеетін болса, ток қисығының формасы
бұрмаланады (қате болады) және іркілістердің (паузалардың) пайда болуы
мүмкін.
Доғаның тұтануын жеңілдету үшін доға тізбегінде ток бағытының
ӛзгеруі кернеудің жоғары шамасында болуы үшін, ток және кернеу арасында
фазаның жылжуы болуы қажет.
Айнымалы ток доғасының тұрақтылығын жоғарылатудың жалпы
қабылданған әдісі – тізбекке доғамен бірізді индуктивтік кедергі – болат
ӛзекшелі орауыш (дроссельдерді) қосу болып табылады. Сонда доғаның тогы
және кернеуі арасында фаза бойынша жылжу болады.
Фазалардың жылжу бұрышы жаңа жартылай периодта токтың
жоғарылауының моментінде, қоректендіру кӛзінің кернеуі доғаны тұтандыру
үшін жеткілікті болғандай болуы керек.
3.5 сурет
Айнымалы ток тізбегіне дроссельдерді қосу индуктивтік кедергі
шамасын ӛзгерту арқылы токты реттеу үшін қолданылады. Айнымалы ток
тізбегіндегі индуктивтік кедергі ӛрнектеледі:
𝑋
𝑙
= 𝜔𝐿,
мұндағы 𝜔 – қоректендіру кӛзінің жиілігі;
L – орауыштың индуктивтілігі.
X
L
ӛзгерту жолымен қоректендіру кӛзінің құлайтын сипаттамасын құру
үшін токтың жиілігін жоғарылату немесе индуктивтілікті ендіру керек.
Соңғысы мақсатты орындайды.
Синусоидалық қоректендіру кернеуінен 𝑈 = 𝑈
𝑚
∙ 𝑠𝑖𝑛 𝜔𝑡 + 𝜑 электрлік
қоректендірілетін активтік кедергі R
k
, индуктивтілік L
k
сияқты тұрақты
пассивті элементтерден тұратын бірфазалық тізбек үшін (3.5 сурет),
элементтерді тізбекке қосқанда доға идеалды сипаттама алады (яғни доғаның
кернеуінің шамасы токтың шамасына тәуелді болмайды, кернеу бағыты
бойынша токпен дәл келеді).
𝑈
д
=
𝑈
д
, 𝑖 > 0
0, 𝑖 = 0
−𝑈
д
, 𝑖 < 0.
Тізбекте ток болмаған кезде доғаның кернеуі нӛлге тең болады. Токтың
ағуының үзіліссіз немесе үзілісті тәртіптерінің пайда болуы және токтың
іркілісінің (паузаның) ұзақтығы екі ӛлшемсіз параметрлерге тәуелді болады:
𝛽 = 𝑈
д
/𝑈
𝑚
– доғаның салыстырмалы кернеуі;
𝑗 = 𝑋
𝑘
/𝑅
𝑘
– контурдың индуктивтік 𝑋
𝑘
= 𝜔𝐿 және активтік
кедергілерінің R
k
қатынасы.
Үзіліссіз тәртіпті анықтайтын параметрлердің жағдайын ӛрнектен алуға
болады:
𝛽 ≤ 𝛽
ү
=
𝛾
𝛾
2
+ 1+ 1+𝛾
2
𝑡
𝜋
2𝛾
2
.
Тізбекке тек қана индуктивтік кедергі қосылған жағдайда (R
k
=0):
𝛽
ү
=
4
𝜋
2
+ 4
≈ 0,54.
Токтың іркілісінің (паузаның) реттілігін трансценденттік теңдікті
шешумен есептеуге болады:
sin
𝜓 − 𝜑 − ∆ +
𝛽
cos
𝜑
+
sin
𝜓 − 𝜑 −
𝛽
cos
𝜑
𝑒
−
𝜋−4
𝛾
= 0,
мұндағы 𝜓 =
arcsin
𝛽, 𝛽 =
𝑈
д
𝑈
𝑚
,
𝜑 =
arctg
𝛾, 𝛾 =
𝑋
𝑘
𝑅
𝑘
.
