Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

больше для питания магнитных усилителей используют сеть переменного напряжения не гармонической, а прямоугольной формы (рис. 2.6, а). Основные показатели магнитного усилителя (коэффициенты усиления, добротность) при смене формы напряжения не изменяются, но зависимость угла насыщения от тока управления становится линейной.

Выбрав амплитуду переменного напряжения по условию

Em = 8wJSBs

(2.31)

получим изменения индукции в сердечниках усилителя за половину периода от -Bj до -\-Bs (рис. 2.6, б). Ток в силовых обмотках и обмотке управления получается в виде прямоугольных импульсов с длительностью я - а и амплитудами ВтАн и wEm/ (Щг) (рис. 2.6, в, г).

Среднее за полпериода напряжение на нагрузке в этом случае будет

f;,.,p = B (n-a)/?J(K7- ), (2.32)

что и определяет -уже отмеченную линейную зависимость а от тока управления /у. Следует только заметить, что /у определяется, как и ранее, соотношением

/у = н.срЬУс/(ЬУу'н).

(2.33)


Эта особенность магнитного усилителя с питанием от напряжения прямоугольной формы используется, когда необходимо преобразовать изменения постоянного йапряжения в изменение временного интервала в импульсной последовательности или, 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 в сравнении с усилителями, работающими в режиме свободного намагничивания. Только в тех случаях, когда он используется как модулятор, удобство съема модулированного- напряжения заставляет отдавать предпочтение схемам магнитного усилителя с большим сопротивлением в цепи управления для переменного тока.

Магнитный модулятор - преобразователь постоянного напряжения в переменное. Необходим он для построения высокочувствительных усилителей 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 намагничивающие силы обмоток обратной связи и управления совпадают по направлению, то такая обратная связь называется

положительной. При встречном их включении получаем о т -рицательную обратную связь.

Как быЛо уже определено, в магнитном усилителе средние значения ампер-витков обмоток силовой цепи и постоянного намагничивания равны.

В усилителе с обратной связью постоянный подмагничивающий поток создается двумя обмотками: управления и обратной связи. Поэтому для него будем иметь

1уЩ ± /н. србс = /н. срс- (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:


Рис. 2.7

WjWe

При положительной обратной связи коэффициент усиления возрастает, а при отрицательной - падает. Поскольку коэффициент усиления по току магнитного усилителя очень стабилен (онопределяется отношением числа витков), то можно в нем применять даже сильную положительную обратную связь {l-Woc/w-малая величина), не опасаясь его самовозбуждения.

При умеренной положительной обратной связи рост коэффициента усиления не сопровождается ростом постоянной времени усилителя, так как она по-прежнему определяется индуктивностью обмотки управления. Поэтому добротность усилителя возрастает пропорционально kj. При сильной положительной обратной связи сказывается инерционность силовой цепи усилителя, которая возрастает из-за влияния



обмотки Woe, и добротность усилителя возрастает уже меньше, чем Б yfe? раз, как при слабой и умеренной связи.

Влияние обратной связи на характеристику вход - выход реального усилителя (рис. 2.8) приводит к увеличению крутизны участка, на котором намагничивающая сила тока управления совпадает с намагничивающей силой обмотки обратной связи (обратная связь положительна), и уменьшению крутизны ее участка, соответствующего противоположному направлению тока управления. Так как направление тока, протекающего по обмотке обратной связи, определяется только включением диодов выпрямительного моста и не меняется в процессе работы усилителя, то изменение направления тока /у на противоположное приводит к .смене знака обратной связи.

Помимо изменения крутизны наклонных участков характеристика вход - выход под влиянием обратной связи смещается влево. Это смещение происходит под действием тока холостого хода усилителя. При /у = О из-за обратной связи возникает подмагничивание сердечников, ток нагрузки возрастает и, следовательно, точка характеристики вход - выход, соответствующая /у = О, смещается вверх. При


отрицательном токе управления с

/у1, создающем ампер-витки /yi

равные /нх.х^с. сердечники усилителя полностью размагничены, в его силовой цепи должен протекать ток / .х. что и отражено на рис. 2.8.

Если в магнитном усилителе сделать коэффициент положительной обратной связи ос = Woc/w равным единице, то из-за потерь на перемагничивание в сердечниках он останется еще устойчивым и будет обладать не бесконечным, но очень большим усилением. Эту особенность магнитного 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 выпрямительный диод. В схеме усилителя введены еще две дополнительные обмотки смещения с числом витков w . Они служат для смещения характеристики вход - выход вдоль оси токов управления (рис. 2.9, б). В зависимости от особен-


Рис. 2.9



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов