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

шения этого потока реакции якоря Ф а последовательно в выходной цепи включают компенсационную обмотку w. Если она создает поток Ф , полностью компенсирующий поток реакции якоря Ф а, то значение С/вых не будет зависеть от величины нагрузки. Для регулировки степени компенсации обмотку w шунтируют регулируемым резистором R.

Электромашинные усилители обычно используются в качестве последнего каскада усиления системы автоматического регулирования и осуществляют непосредственное питание якоря исполнительного электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением (см. рис. 91). Их выходная мощность лишь незначительно превышает мощность исполнительных двигателей, ко-Вых торая имеет величину от десятых

laquo;2

Рис. 131. Замещение электронашин-iroro усилителя с поперечным полем детектирующими звеньями

долей до десятков киловатт. Поэтому поток продольной реакции якоря всегда проявляется и должен быть скомпенсирован или значительно ослаблен. Это достигается введением компенсационной обмотки, которая должна рассматриваться как обмотка положительной обратной связи по току. Если полагать поток продольной реакции полностью скомпенсированным, то в первом приближении электромашинный усилитель рассматривают как двухкаскадный усилитель, каждый из каскадов которого может быть замещен апериодическим звеном (рис. 131).

Входной величиной первого каскада является входное напряжение Uex, а выходной - э. д. с. в короткозамкнутой цепи якоря Ек-

Передаточная функция этого звена имеет вид

где Kl = {тгЛ - коэффициент усиления напряжения, равный

\ gt;Jex J I)

отношению указанных величин в установившемся режиме;

Ti = - постоянная времени цепи входной обмотки

H-iX

Для второго каскада входной величиной является э. д. с. , а выходной - напряжение Ugx- Передаточная функция соответствующего звена будет

= - - постоянная времени короткозамкнутой цепи.

Передаточная функция электромашинного усилителя в целом в соответствии с выражением (16) будет

W (р) = U7. ф) ip) = ,+ i)W+T) (259)

К = КК-

Постоянные времени электромашинных усилителей, применяемых на летательных аппаратах, имеют порядок сотых долей секунды.

Электромашинные усилители находят широкое применение. Усилитель может иметь несколько входных обмоток, что удобно для суммирования сигналов. Однако электромашинные усилители могут применяться только в последних каскадах усиления, так как значительный уровень собственных помех повышает порог чувствительности, вследствие чего входные обмотки имеют мощности не менее десятых долей ватта.

Очевидным эксплуатационным недостатком электромашинных усилителей, усложняющим обслуживание, является наличие вращающихся частей и особенно коллектора. Кроме того, резкое изменение сопротивления короткозамкнутой цепи при искрении щеток на больших высотах приводит к внезапным колебаниям коэффициента усиления, что отрицательно сказывается на качестве работы системы автоматического регулирования. Поэтому в некоторых случаях применяют даже однокаскадные электромашинные усилители.

Следует помнить также, что коэффициент усиления напряжения усилителя с поперечным полем зависит от квадрата скорости вращения вала. Коэффициент усиления значительно зависит и от температуры, так как при этом происходит изменение сопротив ления обмоток.

Глава IX

ЭЛЕКТРОННЫЕ, ИОННЫЕ

И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

К электронным, ионным и полупроводниковым преобразователям электрической энергии относятся элементы, в которых используются двух, трех- или многоэлектродные лампы (вакуумные или наполненные газами или ртутными парами), либо полупроводниковые приборы, величина активного сопротивления которых зависит от интенсивности и полярности электрического поля. Функциональные задачи, выполняемые электронными, ионными и полупроводниковыми элементами, очень разнообразны.

В системах автоматического регулирования они наиболее часто используются в качестве усилителей электрических сигналов. Сигнал усиливается по напряжению или мощности либо по напряжению и мощности одновременно. При этом иногда одновременно с усилением сигнала происходит преобразование переменного тока в постоянный или наоборот.

В автоматических устройствах находят применение самые различные виды подобных усилителей. Однако наибольшее распространение имеют следующие усилители:

1. Усилители постоянного тока, усиливающие переменные напряжения от сколь угодно низких частот до частот в несколько герц или (в пределе) нескольких десятков герц. К числу ранее рассмотренных усилителей этого типа относятся электромашинные усилители и линеаризованные электромеханические релейные усилители.

2. Апериодические усилители переменного тока низкой частоты, усиливающие модулированные медленно меняющимся сигналом переменные напряжения частотой от нескольких сот герц до тысяч герц (обычно частотой 400-1500 гц).