Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Выходное напряжение такого усилителя будет равно

Ve,.. = ZnK\KoJoM plusmn;leAy (206)

а схема замещения с генератором напряжения будет иметь вид, показанный на рис. 109.

Напомним, однако, что процессы в магнитных усилителях с высококачественными материалами, кривые намагничивания которых близки к идеализированным, носят импульсный характер, и квазилинейное рассмотрение, лежащее как в основе настоящего метода, так и метода эллипса, здесь уже применяется нестрого. Практически же выражение (206) оказывается справедливым для средних значений выходного тока или напряжения по причинам, отмеченным в предыдущем параграфе.

11. ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Подробный анализ переходных процессов в магнитных усилителях показывает, что постоянная времени магнитных усилителей может меняться в несколько раз в зависимости от интенсивности сигнала, так как при изменении интенсивности сигнала сказывается нелинейность процессов и одинаковым приращениям входного тока будут соответствовать различные приращения индукции. Таким образом, линеаризация магнитного усилителя при замещении его апериодическим звеном, строго говоря, должна включать в себя не только линеаризацию статической характеристики, но и своеобразную линеаризацию постоянной времени. Весьма удобным методом уточненного расчета постоянной времени является графо-аналитический метод, так как результаты чисто аналитического рассмотрения с трудом могут быть использованы в расчетной практике. Ниже приводится упрощенное аналитическое рассмотрение явлений, дающее лишь результаты самого первого приближения. Будем предполагать происходящие в усилителе процессы близкими к процессам в идеальном магнитном усилителе.

При скачкообразном изменении входного напряжения процесс изменения тока во входной цепи идеального магнитного усилителя с последовательным соединением выходных обмоток (см. рис. 101, в) будет соответствовать выражению

iexRe. + 2WexSj-Vex, (207)

где Rex - сопротивление входной цепи; Wex - число ВИТКОВ ВХОДНОЙ обмотки;

- площадь сечения магнитопровода; Во - постоянная составляющая индукции каждого из двух сердечников, охватываемых входной обмоткой.

* Предполагается, что внутреннее сопротивление источника входного сигнала равно нулю.

По мере увеличения ie в течение переходного процесса будет возрастать и значение В о (см. рис. 106).

Величина В (как видно из графика на рис. 106), вычисленная как среднее за период значение индукции, связана с полным изме-

нением индукции ДВ выражением Во = В--.

Тогда, учитывая, что В = const, будем иметь

Пренебрегая отставанием среднего за полупериод значения тока в нагрузке от входного тока в этот же полу период и для переходного процесса, можем считать справедливым уравнение статической характеристики (182), т. е. записать, что

Weux;

-La (209)

Wex среди-

Подставляя выражения (208) и (209) в выражение (207), получим

-- = fy.. (210)

Изменение индукции ДВ можно выразить через удвоенную амплитуду переменной составляющей ДВ = 2В , величина которой определяется напряжением Uд на двух последовательно соединенных рабочих обмотках Wex-

Ф.р.а = 2-2/-А.2В

так как при периодическом изменении индукции от Вах до В среднее за полупериод значение э. д. с. равно

F среди == 7 j ( - еыхж df) ~~ f шкж j =

laquo;шах

= 2/i ; laquo;, .,S(B , - B J = 2fwexSo,AB.

Согласно уравнению (184), для цепи нагрузки идеального магнитного усилителя

Р среди среди ~ ых среди

если пренебречь активным сопротивлением обмотки дросселя. Отсюда получим

dB 1 dUeux среди (211)

dt 41111,ыхЗж dt

После подстановки значения производной в выражение (210) получим

T + Ue g = KuUex, (212)

где Ки = ~-ъ -коэффициент усиления по напряже-

вы.x Хех

нию (передаточный коэффициент);

1 jsaiy

Т =-xi---9- -постоянная времени.

4 Кхих

с учетом соотношения (182) правый сомножитель в выражении постоянной времени может быть выражен через коэффициент уси ления мош,ности Кр- Действительно,

п 2 = п /2-= КиК, = Кр.

вхвых Квхвх

Тогда выражение постоянной времени примет вид

7 = -, (213)

т. е. постоянная времени магнитного усилителя прямо пропорциональна его коэффициенту усиления по мош,ности и обратно пропорциональна частоте источника питания.

Следовательно, передаточная функция магнитного усилителя

Р gt;- Uexip) ~ Тр+1 viJ

12. ОБРАТНАЯ связь В МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ И БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Магнитные усилители изготовляются на выходные мощности от милливатт до многих киловатт, но приведенные выше схемы практически позволяют получить усиление по мощности лишь в несколько десятков раз. Значительно более высокий коэффициент усиления по мощности (порядка 10 и более) можно получить с помощью положительной обратной связи.

Распространенный вариант схемы магнитного усилителя с обратной связью приведен на рис. ПО. Выходной ток выпрямляется с помощью мостиковой схемы и подается на специальную обмотку обратной связи Woe, которую размещают там же, где и