ivanov-ciganov2 (558065), страница 8
Текст из файла (страница 8)
4/, (2.Му) зависящей лишь от частоты тока питающей сети / = эу/ (2п). Такое соотношение удобно для оценки возможностей усилителя. При частоте тока, питающей сети 50 Гц, добротность любого усилителя получается равной 200 1/с, а это показывает, что любой магнитный усилитель с коэффициентом усиления по мощности 200 будет иметь постоянную времени, равную 1 с. Усилитель с таким же усилением, .но работающий 'от сети / = 500 Гц, будет иметь постоянную времени уже 0,1 с, Улучшение показателей магнитных усилителей с ростом частоты его источника питания является одной нз причйн, стимулирующих применение источников, работающих на повышенной частоте, Все $)~~~)бе для питания магнитных усилителей используют сеть перел~ного напряжения не гармонической, а прямоугольной формы «„ис 2,6, а). Основные показатели магнитного УсилителЯ (коэффицР енты усиления, добротность) при смене формы напряжения не измейяются, но зависимость угла насьпцения от тока управления становится линейной.
Выбрав амплитуду переменного напряжения по условию Е =- 8ш,/ЯВ„ (2.31) получим изменения индукции в сердечниках усилителя за половину периода от — В, до +В, (рис. 2.6, б). Ток в силовых обмотках и обмотке управления получается в виде прямоугольных импульсов с длитель- гс постыл п — а и амплитудами Е„/г„ я в,Е / (ау;,) (рис. 2.6, в, г), Среднее за полпериода напряжение на нагрузке в этом случае будет У„,р--*Е (и — а) В„/(пг,), й в что и определяет уже отмеченную пинейную зависимость а от тока В/ управления 1 . Следует только заметить, что / определяется, как з ранее, ссютношением /р — — (/„,ра~,/(ю„г„). (2.33) ~в 'с Эта особенность магнитного ф усилителя с питанием от напряжения прямоугольной формы используется, когда необходимо пре- /у Пбразовать изменения постоянного г/ йапряжения в изменение временного интервапа в импульсной последо- Рис.
2.6 ° ательности илн, иначе говоря, скважности импульсной последовательности. Такая необходимость возникает в ряде схем стабилизаторов напряжения и в цифровых вычислительных устройствах. Магнитный усилитель в режиме вынужденного намагничивания применяют ограниченно, так как он не имеет заметных преимуществ з сравнении с усилителями, работающими в режиме свободного начагиичивания. Только в тех случаях„ когда он используется как модупятор, удобство съема модулированного. напряжения заставляет згдавать предпочтение схемам магнитного усилителя с большим а~противлением в цепи управления для переменного тока. Магнитный модулятор — преобразователь постоянного напряжепии в переменное. Необходим он для построения высокочувствитель- ПЬЮ уСИЛитцпей ПОстОЯнногО тОКа.
Модулятор преобразует спектр усиливаемого сигнала и выносит его из области частот, примыкающей к нулю, где аномально велики шумы и электронных ламп и транзисторов (дрейф нуля), в область частот порядка сотен герц. Именно это и позволяет построить высокочувствительный усилитель постоянного тока. $2.3. Обратная связь в магнитных усилителях Для улучшения характеристик магнитного усилителя широко применяют обратную связь. В самом простом случае цепь обратной связи представляет собой дополнительную обмотку, нанесенную на сердечники таким же способом, как и обмотка управления, и включенную в цепь выпрямленного тока нагрузки (рис. 2.7). Если намагричивающие силы обмоток обратной связи и управления совпадают по направлению, то такая обратная связь называется п о л о ж и те л ь н о й.
При встречном их включении получаем о тр и ц а т е л ь н у ю обратную связь. ~м Как быдо уже определено, в магргс с нитном усилителе средние значения' ампер-витков обмоток силовой цепи зу и постоянного намагничивания равны. В усилителе с обратной связью постоянный подмагничивающий поток создается двумя обмотками: управле) (т„' ния и обратной связи. Поэтому для него будем иметь Рис. 2.7 7ушу — 7в. сргэос = 7«, сргэс (2 34) Знак «плюс» в левой части равенства соответствует положительной, а знак «минус» — отрицательной обратной связи. Из (2.34) находим наклон характеристики вход — выход, равный коэффициенту усиления по току магнитного усилителя Гв. ср сму с«ум«с (2.35) Гу свс -с- с«ос 1 .с- свосусвс При положительной обратной связи коэффициент усиления возрастает, а при отрицательной — падает.
Поскольку коэффициент усиления по току магнитного усилителя очень стабилен (он определяется зтношением числа витков), то можно в ием применять даже сильную положительную обратную связь (1 — гэ„/гэ,— малая величина), не опасаясь его сзмовозбуждения. При умеренной положительной обратной связи рост коэффициента усиления не сопровождается ростом постоянной времени усилителя, гак как она по-прежнему определяется индуктивностью обмотки управ- пения.
Поэтому добротность усилителя возрастает пропорционально й,'. При сильной положительной обратной связи сказывается инерционность силовой цепи усилителя, которая возрастает из-за влияния ш, н добротность усилителя возрастает уже меньше, чем ь раз, как при слабой и умеренной связи. Влияние обратной связи на характеристику вход — выход реального усилителя (рис. 2.8) приводит к увеличению крутизны участка, а котором намагничивающая сила тока управления совпадает с намагничивающей силой обмотки обратной связи (обратная связь положительна), и уменьшению крутизны ее участка, соответсгвующего Х ЩР противоположному направлению л;;-г тока управления.
Так как напра- ам Ф~ вление тока, протекающего по об- а„-а мотке обратной связи, определяется только включением диодов выпрямительного моста и не меняется в процессе работы усилителя, о у! м а то изменение направления тока 1 на противоположное приводит Рис. 2.8 к .смене знака обратной связи. Помимо изменения крутизны наклонных участков характеристика вход — выход под влиянием обратной связи смещаегся влево. Это смещение происходит под действием тока холостого хода усилителя. При 1„ = О из-за обратной связи возникает подмагничивание сердечников, ток нагрузки возрастает и, следовательно, точка характеристики вход — выход, соответствующая 1„== О, смещается вверх.
При отрицательном токе управления 1 „создающем ампер-витки 1,ш, равные 1„„„ш„сердечникй аа усилителя полностью размаг- 1 ничены, в его силовой цепи должен протекать ток 1„„„, что и отражено на рис. 2.о. Если в магнитном усилителе сделать коэффициент положительной обратной связи й., =- ш„,/ш, равным единице, то из-за потерь па перемаг- У . ничивание в сердечниках он останется еще устойчивым и будет обладать не бескоиеча) ф ным, но очень большим усиРис. 2.9 лением.
Эту особенность маг- нитного усилителя используют в схемах с внутренней обратной связью или, как их еще называют, в схемах с самонасыщением (рис. 2.9, а). В таких усилителях постоянный магнитный поток обратной связи создается самими силовыми обмотками. Последовательно с каждой из силовых обмоток включается выпрямнтельный диод. В схеме усилителя введены еще две дополнительные обмотки смещения с числом витков ш . Они служат для смещения характеристики вход — выход вдоль осн токов управления (рис, 2,9, б).
В зависимости от особен- ностей источника сигнала подбирают такое смещение, чгобы уснливаемые изменения тока управления попадали на крутой участок характеристики вход — выход. Аналогично включаются обмотки смещения и в схемах усилителей без обратной связи. Простота схемы, высокие показатели усилителей с внутренней обратной связью привели к тому, что они почти полностью заменили другие схемы магнитных усилителей. 5 2А Даухтактные схемы магнитных усилителей рассмотренные ранее схемы магнитных усилителей давали возможность уменьшать или увеличивать ток, протекающий в силовой цепи, но направление этого тока оставалось всегда одним и тем же.
Во многих случаях, например для реверсирования, работающего от магнитного усилителя двигателя, требуется изменение направления тока нагрузки при изменении полярности сигнала управления; Это достигается в д в у х т а к т н ы х схемах магнитных усилителей. Рнс. 2ло Ограничимся рассмотрением только одной мостовой схемы двухтактного магнитного усилителя без обратной связи.
Мостовые схемы имеют ряд положительных качеств в сравнении с другими схемами двухтактных усилителей. В мостовой схеме 1рис. 2.10) четыре силовых обмотки образуют мост, в одну диагональ которого а — б включена нагрузка, а в другую в и г — напряжение сети. Ток смещения намагничивает в одинаковой степени все четыре сердечника усилителя, поэтому при 1„= 0 мост сбалансирован, а напряжение на нагрузке равно нулю. Ток управления создает намагннчивзющую силу, которая в двух левых сердечниках направлена встречно намагничивающей силе обмотки смещения, а в двух правых — согласно с ней. Поэтому при указанной нз Рис 2 10, а полярности входного посгоянного напряжения ток управ- :,)(ййия будет размагничивать левые и намагничивать правые сердечнйкн. Сопротивление силовых обмоток 1 и 2 будет возрастать, а обмо' к 3 и 4 — уменыпаться.
Мост разбалансируется, в нагрузке возникнет ток. Смена полЯРности входного напРЯжениЯ вызовет Увеличение сопротивлений силовых обмоток 3 и 4 и уменьшение сопротивления обмоток 1 и 2. Напряжение на нагрузке также сменит свою полярность, т. е. его фаза изменится на угол и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
