1 г ------
Рис. 8. 25. Схема трехстержневого магнитного усилителя.
— обмотки |
начального подмагничивания (О П ), которая |
запитывается от регулируемого |
источника постоянного |
тока |
и применяется |
для обеспечения |
чувствительности М У |
к по |
лярности входных сигналов;
— обмотки управления (ОУ) — для подачи усиливаемых
сигналов (U„x.). |
П р и н ц и п р а б о т ы т р е х с т е р ж н е в о г о М У |
Принцип |
работы такой же, как и простейшего М У, за ис |
ключением |
особенностей: |
1. Применение трехстержневого сердечника дает возмож ность замкнуть магнитный поток рабочих обмоток Фг, поми
мо обмоток управления, так как в среднем стержне магнит ные потоки от обеих катушек имеют противоположные направ ления и взаимно уничтожаются. Этим устраняется первый не
достаток простейшего М У . |
|
дает |
2. Введение обмотки начального подмагничивания |
возможность устранить |
нечувствительность простейшего |
М У |
к полярности входных2 |
сигналов. Ток подмагничивания Іп соз |
дает в сердечнике дополнительный магнитный поток, смеща |
ющий кривую |
І = F (Іх) |
на некоторое значение параллельно |
горизонтальной |
оси и |
|
пропорционально величине |
тока Іп |
(рис. 8.26). При этом |
|
изменение полярности U BX. |
вызовет |
пропорциональное изменение (увеличение или уменьшение) І2 относительно начального тока Іо-
Рис. 8. 26. График зависимости І2 ~ F(Ii) в МУ с
трехстержневым сердечником.
Чтобы исключить начальный ток Іо, а также получить
."изменение фазы выходного напряжения при изменении по лярности входного сигнала, необходимо два трехстержневых М У включить в двухтактную схему (получить дифференци альный М У ).
Д о с т о и н с т в а М У:
— долговечность (допускают значительные перегрузки);
— |
надежностьК у в эксплуатации (не требуют■ ухода); |
•— постоянная готовность к работе (не требует разогрева); |
— |
большой |
(до 104н-2 - ІО4) ; |
— |
высокий |
к. п. д. |
Не д о с т а т к и :
—большая инерционность срабатывания (до десятых до лей секунды);
— трудность конструирования М У на большие мощности (за счет индуктивности обмоток).
Магнитные усилители широко применяются в следящих системах РТУ (системах перестройки и автоподстройки ге нераторов С В Ч , системах вращения антенн и т. д .).
В. Принципиальная схема следящей системы на постоянном токе
С о с т а в с х е м ы
Рис. 8. 27, Принципиальная схема следящей системы на посто янном токе.
1. И з м е р и т е л ь н о е у с т р о й с т в о . Состоит из сель син-датчика и сельсин-приемника, работает в трансформатор
ном режиме, служит для |
измерения угла рассогласования |
Ѳ = а— ß и преобразования |
его в переменное напряжение с |
частотой напряжения питания un. Амплитуда и фаза напря жения un зависят соответственно от величины и знака угла
рассогласования |
Ѳ. |
|
Собран на |
трансфор |
2. Ф а з о в ы й |
д и с к р и м и н а т о р . |
маторах Т Р Ь Т Р 2 и лампе Л ь |
Служит |
для преобразования |
напряжения рассогласования |
(ист.) в напряжение |
постоянно |
го тока, величина которого пропорциональна амплитуде, а полярность — фазе напряжения рассогласования.
3. У с и л и т е л ь |
м о щ н о с т и . Собран на Л 2, Л 3 и Э М У . |
Предназначен для |
усиления сигналов рассогласования по |
мощности до величины, необходимой для нормальной рабо ты исполнительного двигателя. У П Т на Л 2, Л 3 является пред варительным усилителем мощности, а Э М У — выходным У М .
4. И с п о л н и т е л ь н ы й д в и г а т е л ь — двигатель по стоянного тока, якорная обмотка которого запитывается ог ЭМ У . И Д через редуктор вращает рабочий механизм (антен ну) и осуществляет главную обратную связь. Входной вал можно вращать либо вручную, либо мотором через специ альный редуктор.
П р и н ц и п р а б о т ы (рис. 8.28)
Рис. 8. 28. Графики, |
поясняющие |
работу следящей системы |
|
|
|
на постоянном токе |
|
|
|
Напряжения поданы, входной и выходной валы согласова |
ны, то есть Ѳ = а— ß= 0 |
(роторы С Д |
и СТ развернуты на 90°). |
При этом ист. = 0 |
(время 0—t,), un |
поступает |
на |
ротор |
С Д |
и обмотку 1—2 Т Р 2 в фазе. Со вторичной обмотки |
ТР 2 опор |
ное напряжение |
(иоп.) |
подается |
на аноды |
Л ]. |
Так |
как |
Нет.= 0, то и ug„4i равно нулю. В положительные полупериоды
|
|
|
|
|
|
|
|
Uon. через |
обе половины Л і протекают |
пульсирующие токи, |
равные по |
амплитуде. R b R 2 являются |
нагрузками |
|
Л іа, |
Лщ |
соответственно. С і, С 2 служат для сглаживания Uпульсаций вы |
прямленного напряжения. Так как R I = R2, то |
R I |
= |
U |
R2. |
Э ти |
напряжения поступают через R 3 и R 4 на |
участок |
сетка-катод |
ламп Л 2, Л 3 У П Т (рис. 8.28-5, 6). Усилитель постоянного |
то |
ка (УПТ) |
собран на двух мощных тетродах и является пред |
варительным каскадом усилителя мощности.
Нагрузкой У П Т являются обмотки управления Э М У (ОУь О У 2). Анодные и экранные цепи ламп запитываются от источ ника + Е а. + Е а подключают к средней точке обмоток О Уі и
О У 2. |
|
|
|
|
|
Резистор R 5 служит для получения отрицательной обрат |
ной связи |
по току. |
R 6, |
R7 подается |
постоянное |
напряжение |
Через |
резисторы |
на экранирующие сетки ламп. |
устойчивости |
У П Т к са |
R 3 и R 4 служат |
для |
повышения |
мовозбуждению.
Так как Л ь Л 2 одинаковы, а на управляющие сетки их по даются одинаковые потенциалы с Ri, R2, то токи ламп I2, І3 будут равны по величине и противоположны по направлению. Обмотки О У і и О У 2 одинаковы, поэтому магнитные потоки Ф2, Ф3, возбуждаемые токами І2, І3, взаимно компенсируют ся, то есть Фрез. = Ф2— Фз = 0. При нулевом магнитном потоке возбуждения иВых. Э М У равно 0, исполнительный двигатель находится в покое, выходной вал не вращается (рис. 8.28).
Таким образом, при согласованном положении входного и выходного валов следящая система после включения пи-:
|
|
|
|
|
|
|
тания остается в покое. |
на |
угол |
a > ß . Между входным и |
Повернем входной вал |
выходным валами |
возникает |
угол |
рассогласования |
Ѳ = а — ß |
положительного |
знака |
(рис. 8.28, промежуток |
времени |
U - U ) . |
возникает |
напряжение |
рассогласования |
На выходе С Т |
иСт.) амплитуда и фаза которого определяются величиной и знаком Ѳ (рис. 8.28-3).
Во вторичных обмотках входного трансформатора индук тируются два напряжения, равные по величине, но сдвину тые по фазе на 180°, которые прикладываются к участку сет ка-катод лампы Л і (рис. 8.28-3, 4).
Пусть напряжение на сетке Л іа совпадает по фазе с опор ным напряжением (и0п), а на сетке Ліб — в противофазе с ц0п. Входной ток Ліа возрастает по закону входного напря
жения, а ток Ліб падает до нуля (-лампа запирается), um рез ко увеличивается, а UR2 уменьшается до нуля. Так как uR1 прикладывается к участку сетка-катод лампы Л 2, а UR2 — к участку Л 3, то анодный ток Л 2 І2> Із . а ІРез.= І2— Із> 0 , то есть Ірез совпадает по направлению с током І2. Появляется результирующий магнитный поток Фрез. Направление Фрез совпадает с направлением Ірез.
Фрез, возбуждает ЭМ У , который генерирует постоянное на пряжение. Величина и полярность этого напряжения опреде ляются величиной и направлением результирующего магнит
ного потока Фрез, обмоток управления |
О Уь О У 2 Э М У |
(рис. 8.28-7, 8; участок К—12). Это напряжение |
(ивых ЭМ У) по |
дается на якорную обмотку исполнительного двигателя. На
обмотку возбуждения |
(OB) И Д |
поступает постоянное напря |
жение от внешнего |
источника. |
Якорь И Д начинает вра |
щаться, вращая через редуктор рабочий механизм и ротор
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<СТ в сторону уменьшения угла рассогласования |
(Ѳ). С умень |
шением угла |
рассогласования |
уменьшается |
и |
напряжение |
■ рассогласования ист., |
то |
есть |
снижается |
иёЛіа, Ъ, |
Фрез., |
■ Пвых. ЭМ У, скорость |
вращения |
И Д . Когда Ѳ = а — ß ~ 0 , |
то |
НСт. = 0; URI = UR2; І2—13’, |
ФРез. = 0; |
Umax. Э М У = 0. |
|
по |
И Д |
останавливается, |
система |
приходит |
в согласованное |
ложение. |
|
|
|
С Д |
в другую |
сторону |
(a < ß , |
Ѳ = |
|
При повороте ротора |
= а— ß<0) процессы в схеме |
протекают |
аналогично, |
за |
ис |
ключением следующего: |
|
|
идл1а, идліб, |
изменяет |
фазу |
на |
— напряжение |
ист., то есть |
обратную |
(рис. |
8.28-3, |
4; участок |
t3— 14); |
|
|
|
|
—um станет равным нулю, а UR2 изменится по закону входного напряжения;
—12< 1 з , т о есть Ірез. = І2— Із< 0 , Фрез. меняет направление,
Ивых. ЭМ У меняет полярность, И Д вращается в другую сторо ну, отрабатывая угол рассогласования.
Таким образом, при повороте входного вала в ту или дру гую сторону выходной вал с помощью следящей системы всегда стремится занять положение входного вала с некото рой ошибкой, определяемой точностью следящей системы.
Пусть входной вал вращается непрерывно, причем угол рассогласования Ѳ имеет положительный знак. При этом во время переходного процесса (промежуток времени t5— 16) вы ходной вал, отстав от входного за счет инерционности меха
нических частей, догоняет входной вал и следует за ним с некоторым постоянным запаздыванием. Запаздывание опре деляется точностью следящей системы (рис. 8.29). В это же' время на выходе СТ будет постоянное по амплитуде напря жение рассогласования, фаза которого определяется направ лением вращения входного вала. Результирующий магнитный поток Фрез, обмоток О У ь О У 2 не изменяется по величине и направлению, то есть И Д вращается с постоянной скоростью* вращая рабочий механизм синхронно с вращением входного вала. Во время вхождения в синхронизм возможны качания выходного вала около точки согласования за счет инерции механических частей. Это устраняется специальными схема,- ми отрицательной обратной связи (см. функциональную схе му).
Г. Принципиальная схема следящей системы на переменном токе (рис. 8.29)
Рис. 8. 29. Принципиальная схема следящ ей системы на пере
|
|
|
|
|
менном токе. |
|
|
|
1) |
измерительная |
С о с т а в с х е м ы : |
|
|
|
схема С Д -^ С Т ; |
|
|
|
2) |
усилитель мощности, состоящий из фаз'опереворачива- |
ющего каскада на Л і |
и выходного двухтактного усилителя на. |
Л 2, |
Лз; |
— входной трансформатор; |
|
|
|
3) |
TPj |
вторичная обмотка |
|
4) |
Т Р 2 |
— |
выходной трансформатор, |
которого связана с |
обмоткой управления |
И Д (двухфазный: |
асинхронный |
двигатель). |
|
|
от |
Принцип |
работы |
такой следящей системы не отличается |
принципа |
работы |
следящей системы |
на |
постоянном токе,. |