за исключением того, что в данной системе нет необходимо сти преобразовывать переменное напряжение в постоянное, ибо исполнительный двигатель работает на переменном токе.
Управляемые по скорости двухфазные асинхронные дви
гатели имеют |
малую |
выходную |
мощность, |
поэтому |
такие |
следящие системы используются |
для привода рабочих |
меха |
низмов с небольшим |
моментом нагрузки (отклоняющие ка |
тушки И К О , элементы перестройки генераторов С В Ч |
и т. д .). |
Пусть ротор С Д |
|
Р а б о т а с х е м ы |
то есть Ѳ > 0 . Н а |
повернут на угол a > ß , |
выходе СТ возникает |
ист, которое с вторичных обмоток TPj |
в противофазе |
подается на управляющие сетки Л ь |
С |
анод |
ных нагрузок |
R3, |
R4 |
фазопереворачивающего каскада |
на |
пряжения, равные |
по |
величине |
и противоположные |
по ф а |
зе, поступают |
на сетки ламп Л 2, |
Л 3 двухтактного усилителя |
мощности. Ток в одной лампе нарастает, а в другой убывает на одну и ту же величину. Следовательно, по первичной об мотке Т Р2 протекает суммарный анодный ток обеих ламп, а
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
во вторичной обмотке ТР2 индуктируется э. д. с., которая |
воз |
буждает |
ток в обмотке управления И Д . Обмотка |
возбужде |
ния |
И Д |
через |
фазосдвигающий конденсатор С 4 |
запитывает |
ся |
от того |
же |
источника |
переменного |
тока, |
что |
и С Д . |
|
Н а |
правление |
вращения И Д |
зависит от |
фазы |
тока, |
|
питающего |
О У, которая определяется, в свою очередь, направлением |
по |
ворота ротора |
С Д . |
через |
редуктор вращает |
Р М |
и |
ро |
|
Ротор |
И Д , |
вращаясь, |
тор СТ в сторону уменьшения |
угла рассогласования. |
Когда |
Ѳ = а— ß= 0, И Д останавливается, система согласована. |
|
|
В качестве усилителя мощности в такой следящей систе |
ме могут быть использованы и магнитные усилители. |
|
|
|
Таким |
образом, следящие системы |
являются |
|
системами |
автоматического регулирования, которые позволяют приво дить в синхронное и синфазное вращение рабочие механиз
мы, удаленные на значительное расстояние от места регу лирования.
Приложение 1
Г л а в а |
IX |
К О Л Е Б А Т Е Л Ь Н Ы Е К О Н Т У Р Ы |
Электромагнитные колебания |
высокой частоты, исполь |
зуемые в радиотехнике, создаются колебательными система ми. Наиболее простая из них — колебательный контур.
К о л е б а т е л ь н ы м контуром называют электрическую цепь, состоящую из емкости С и индуктивности L (рис. 9.1).
L
Рис. 9. іі. Колебательный контур.
Реальный колебательный контур, кроме того, содержит активное сопротивление R, обусловленное потерями энергии в контуре. Эти потери складываются из потерь в проводе катушки и диэлектрических потерь.
Колебательные контуры широко используют в передаю щих и приемных устройствах, измерительной технике и т. д.
§ 9. 1. Свободные колебания в замкнутом контуре
Сообщим контуру некоторый начальный запас энергии, подключив конденсатор С к источнику постоянного напряже ния Е. Конденсатор зарядится при этом до напряжения Е, а в электрическом поле конденсатора окажется запасенным количество энергии
Рис. 9. 2. Схема, поясняющ ая |
возникновение свободны х коле |
баний |
в контуре. |
где Wo — количество энергии, дж; С — емкость конденсатора, ф\ Е — величина напряжения, в.
Переведем переключатель из положения 1 в положение 2. Конденсатор при этом начнет разряжаться через индуктив ность L. В индуктивности возникнет э. д. с. самоиндукции, ко торая замедлит разряд конденсатора С. Энергия электриче ского поля конденсатора превратится в энергию магнитного поля катушки индуктивности L:
Li2
W L
2 ’
|
|
|
|
|
|
где W L — количество энергии |
в магнитном поле катушки, |
дж; |
L — индуктивность |
катушки, |
гн; |
а. |
|
і — ток, протекающий |
через катушку, |
катушки, исчез |
Энергия, запасенная |
в магнитном поле |
нуть не может. Поэтому при уменьшении тока катушки в про цессе разряда конденсатора в ней возникает э. д. с. самоин дукции, поддерживающая движение зарядов в прежнем на правлении. В результате происходит перезаряд конденсато ра С (нижняя пластина заряжается положительно, а верх няя — отрицательно), то есть энергия из магнитного поля ка тушки переходит в электрическое поле конденсатора.
Рис. 9. 3. Свободны е колебания в контуре.
Таким образом, в контуре возникают электромагнитные колебания. Время, в течение которого происходит одно коле бание, называют п е р и о д о м колебаний (рис. 9.3).
Если потерь в контуре нет, то фазовый сдвиг между то ком и напряжением равен 90°. Мощность, расходуемая в та ком контуре, равна:
Р = UIcos 90° = 0,
/
то есть в контуре происходит обмен реактивной энергией Хіе-
жду конденсатором |
и катушкой. Такие колебания называют |
н е з а т у х а ю щ и м и |
(рис. 9.4а). |
шхж а t
Рис. 9. 4. Колебания в контуре: а — незатухаю щ ие; б — зату
хающие.
В реальных контурах колебательная энергия расходуется на активном сопротивлении, поэтому амплитуда колебаний непрерывно уменьшается со временем. Такие колебания на зывают з а т у х а ю щ и м и (рис. 9.46).
А. Частота и период свободных колебаний
Частота свободных колебаний определяется величинами L и С контура. Так, при отсутствии потерь в контуре
Г Ц 2 |
Т I 2 |
W c = W L) то есть |
. |
Известно, что
Um — І т ' шо^>
где ©о — круговая (угловая) частота тока в контуре.
Тогда |
* - ‘ m |
|
|
L I™ 2 |
C In > o 2L2 |
|
2 |
|
|
2 |
|
I Т |
3 |
|
Сократив последнее выражение |
на |
|
, получим 1= |
L Jm |
= C L MQ2- После преобразования |
|
2 |
|
|
|
|
|
(9-1 |
или |
f |
0 |
= |
2 г 1 |
’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
гц. |
где fo — частота свободных |
у і с |
|
контура, |
|
колебаний |
|
Период свободных |
колебаний |
|
|
|
|
т |
- |
1 |
|
|
|
сек. |
|
|
Ао — |
т~ |
= 2яі/ LC |
|
|
Jo |
|
|
|
Определенному периоду колебаний в контуре соответствует
определенная длина волныХ |
в пространстве |
где |
|
|
|
|
= ѵ |
Т, |
|
|
X |
|
|
м; |
|
|
|
м/сек)-, |
V — длинам/секволны, |
|
|
|
|
|
|
— скорость распространения |
электромагнитной энер |
|
|
гии, |
( ѵ « .С = 3-108 |
|
|
Так |
Т —•период колебаний, |
сек. |
|
|
как |
Т = |
, |
то |
— |
|
- j - . |
|
В радиотехнической практике часто используют формулу |
|
|
и |
_ |
з о о |
|
_ |
|
3 - 1 0 5 |
|
|
ч ^ і |
— |
\\мгц\ |
|
I[кгц\ |
Б. Волновое сопротивление контура (р)
Определяется р соотношением между напряжением на кон туре и током в контуре при свободных колебаниях:
Решим (9-2) относительно Im2:
1 Ш |
2 |
C U r |
или Im = |
Ur |
I |
L |
|
/
Выражение " j/ - L . = p имеет размерность сопротивления и
называется |
в о л н о в ы м |
с о п р о т и в л е н и е м |
к о н т у р а . |
Так как |
|
|
|
V |
|
|
р- |
Х ь — 4>Q L , |
з <і>о |
—т== , то Х г= —7= -*Ь |
V 1L C |
|
V |
1L C |
т |
|
АналогичноX |
с |
Q |
|
|
|
|
р- |
|
“ C |
У |
LC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, для тока свободных колебаний индуктив ное сопротивление катушки или емкостное сопротивление конденсатора являются волновым сопротивлением контура.
В.Затухание в контуре
Вреальном контуре, за счет потерь энергии на активном
сопротивлении, |
амплитуда колебаний |
убывает со |
временем |
по экспоненциальному закону |
(рис. 9.46). Чем больше R, тем |
быстрее затухают колебания |
в контуре. Затухание колеба- |
ний в контуре характеризуют |
коэффициентом |
d = |
R |
, где |
----- |
R — активное |
сопротивление |
контура. |
Величину, |
Р |
|
обратную |
затуханию, называют д о б р о т н о с т ь ю |
(качеством) |
кон |
тура: |
X L |
_ MQL _ |
Х с |
_ |
1 |
|
|
|
R |
R |
R |
|
ш0 CR ' |
|
Добротность характеризует способность контура сохранять запасенную в нем энергию. Чем меньше потери в контуре, тем выше добротность его. Реально
Q = 50-^-500.
