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

Система уравнений (250) и (253) решается, как и для магнитных усилителей, графически - путем построения эллипса совместно с кривыми (рис. 128) (в одном масштабе). По точкам пересечения эллипса с кривыми находится зависимость 1еых ~ ф (e.v), а следовательно, и искомая зависимость Uеых = / Фвх), так как

и вых / вых

(254)

Если необходимо учесть влияние конденсатора C , то вначале строится эллипс без учета этого фактора, затем из начала

координат проводится прямая под углом а = arcclg

а из ординат построенного эллипса вычитаются ординаты этой кривой (см. рис. 104).

Переходя к чисто аналитическим соотношениям, обратим внимание, что вольт-амперные характеристики нелинейного конденсатора (см. рис. 128) могут быть аппроксимированы прямыми линиями, как и вольт-амперные характеристики дросселя.

Приблизительно линейные участки вольт-амперных характеристик (см. рис. 129) могут быть аппроксимированы выражением

Ue=U, + K\Uex\ + IcXie, (255)

fiarctgxic

Рис. 129. Спрямление вольт-амперных характеристик нелинейного конденсатора

где Не - IJex-

неременное напряжение на конденсаторе; входное (управляющее) напряжение; отрезок, который отсекает на оси абсцисс спрямленная характеристика, соответствующая нулевому входному сигналу;

К - дифференциальный коэффициент усиления ненагруженного конденсатора, показывающий, во сколько раз изменение входного напряжения действует сильнее

изменений напряжения переменного тока; К = -Х77~

(при 4= const); -- внутреннее дифференциальное сопротивление конденсатора, равное отношению изменения падения напряжения на конденсаторе к изменению тока через конденсатор при неизменном входном напряжении и носящее реактивный (емкостный) характер; = ctg 3 =

( Р const).

в выражении (255) значение берется по модулю, так как эффект воздействия на конденсатор не зависит от полярности входного напряжения.

Имея в виду рассмотренный выше случай чисто активной нагрузки (см. рис. 128), представим выражение (251) в виде

откуда, учитывая выражение (254) и (255), получим выражение статической характеристики диэлектрического усилителя

u{Uo + lt;\Ue.\)+ + Ас) - Ri (fO + J lt;\Ucx У

и =R

RlTWc

(256)

При наличии во входной цепи источника смещения Um в выражение (256) вместо Ug \ следует подставлять значение 11/ plusmn; plusmn; . а для более общего случая нагрузки Z = /? + jX вместо выражения (256) будем иметь

Rl + {X,-X,cf

(257)

где Х берется, как это принято в электротехнике, со знаком плюс при индуктивной нагрузке и со знаком минус - при емкостной нагрузке.

Нетрудно убедиться, что два последних выражения полностью соответствуют обобщенной формуле (196) с той лишь разницей, что в данном случае величина М в отличие от магнитных усилителей определяется выражением

MU, + K\U,m plusmn;Ugx\. (258)

17. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Обычный генератор постоянного тока с независимым возбуждением является простейшим электромашинным усилителем (ЭМУ), поскольку мощность возбуждения составляет всего несколько процентов от выходной мощности машины. Усиление мощности при этом происходит за счет энергии, передаваемой в механической форме генератору через вал от первичного приводного двигателя.

Имеются две специальные конструкции электромашиниых усилителей. В электромашинном усилителе с самовозбуждением

(рис. 130, а) повыщение коэффициента усиления достигается добавлением обычной обмотки параллельного возбуждения ау которая в данном случае должна рассматриваться как обмотка положительной обратной связи по напряжению. В более распространенных усилителях с поперечным полем (рис. 130, б) для повыщения коэффициента усиления усилитель выполняется двух-каскадным, для этого применяется дополнительная пара щеток и используется поперечный поток реакции якоря.

Коэффициент усиления мощности электромашинных усилителей имеет порядок 10-Ю. Электромашинные усилители являются реверсивными элементами, так как изменение направления магнитного потока входной обмотки сопровождается изменением знака выходного напряжения.

0 Ч-1

vnst

Рис. 130. Электромашинные усилители: а - самовозбуждением; б - с поперечным полем

Электромашинный усилитель с поперечным полем вращается в определенном направлении и с неизменной скоростью laquo; = = const. Под действием входного напряжения входная обмотка Wex создает управляющий магнитный поток Ф благодаря чему во вращающемся якоре наводится э. д. с. Е.

В точках, где э. д. с. Е имеет максимальное значение, установлены дополнительные щетки, которые замкнуты накоротко. Благодаря малому сопротивлению закороченного контура в нем при малой э. д. с. возникает значительный ток / и соответствующий ему поперечный магнитный поток реакции якоря Ф , направление которого перпендикулярно направлению потока Ф, и совпадает с осью поперечных закороченных щеток. Вращение якоря в поле Ф сопровождается наведением э. д. с. Ueux, которая снимается другой парой щеток, расположенной перпендикулярно к закороченным, и подается в нагрузку.

Нагрузочный ток 1еых создает поток реакции якоря Ф а, направленный вдоль оси продольных щеток навстречу управляющему магнитному потоку Ф, в результате этого последний может быть резко ослаблен. Это явление можно рассматривать как внутреннюю отрицательную обратную связь, присущую самому устройству усилителя рассматриваемого типа. Для умень-