Электромашинный усилитель. Назначение. Устройство и принцип работы.
Усилители электрических сигналов делятся на:
Электронные усилители;
Электромашинные усилители;
Магнитные усилители.
Основой электромашинного усилителя сигнала является специальный генератор постоянного без дополнительных полюсов. Структурная схема двухкаскадного электромашинного усилителя представлена на Рис. 40а.
Рис.40 Схема двухкаскадного электромашинного усилителя сигнала.
Электромашинный усилитель состоит: из приводного короткозамкнутого двигателя ДП, жестко связанного с якорем усилителя, который является источником внешней энергии усилителя, две статорные обмотки, одна из них обмотка возбуждения ОВ, другая обмотка компенсации ОК. Сигнал постоянного напряжения снимается с якоря усилителя через две пары взаимно перпендикулярных щеток, 1-1 и 2-2.
Принцип работы ЭМУ: При подаче сигнала управления на обмотку возбуждения ОВ возникающий магнитный поток управления Fynp сцепляются с секциями вращающейся якорной обмотки. При том в этих секциях наводится ЭДС, максимальное значение которой первоначально снимается со щеток 1-1. При замыкании щеток 1-1 накоротко в подключенных к ним секциях якорной обмотки создается поперечный магнитный поток Fn, перпендикулярный магнитному потоку ОВ, но превосходящий этот магнитный поток по напряженности. Вращающиеся секции якорной обмотки сцепляются с этим поперечным потоком, создавая ЭДС второго каскада усиления, максимальное значения которой снимаются со щеток 2-2. Эта ЭДС является выходным сигналом ЭМУ.
При замыкании щеток 2-2 на сопротивлении нагрузки R в замкнутых на них секциях якорной обмотки течет ток, который создает магнитный поток реакции якоря Рря, направленный встречно магнитному потоку управления. Магнитный поток реакции якоря уменьшает величину выходного сигнала тем больше чем выше значение тока якоря. Это явление неблагоприятно отражается на характеристике усилителя (смотри кривую не доком пенсация на Рис 406).
Для устранения этого недостатка в цепь якорной обмотки последовательно включается статорная обмотка компенсации ОК, которая создает магнитный поток Ркомп, направленный встречно магнитному потоку реакции якоря Рря и в согласном направлении с магнитным потоком управления Fynp. Величина потока Ркомп регулируется потенциометром, подключенным параллельно обмотке ОК. За счет этого потенциометра можно получить полностью скомпенсированную и перекомпенсированную характеристики усилителя (Рис 406).
Магнитный усилитель. Назначение. Устройство и принцип работы.
Усилители электрических сигналов делятся на:
Электронные усилители;
Электромашинные усилители;
Магнитные усилители.
Принцип работы магнитного усилителя основан на изменении реактивного (индуктивного) сопротивления переменному току за счет подмагничивания постоянным током управления его магнитопроводов. Согласно закона Ома для переменного тока, его величина определяется следующим уравнением:
Магнитный усилитель состоит: из двух магнитопроводов 1; двух последовательно соединенных рабочих обмоток 2; обмотки управления 3. Рабочие обмотки наматываются встречно (начало одной соединяется с началом другой), что позволяет скомпенсировать наводку трансформаторной ЭДС в обмотке управления. Обмотка управления является общей для двух магнитопроводов.
Принцип работы магнитного усилителя основан на процессе насыщения его магнитных потоков в магнипопроводах. Это происходит в результате их подмагничиванием постоянным магнитным потоком от обмотки управления.
Рис.41. Схема магнитного усилителя сигнала.
Кривая изменения магнитной проницаемости магнитных материалов от величины подмагничивающего тока «i» представлена на Рис.416. Эта зависимость показывает, что с увеличением тока подмагничивания намагничивающая способность магнитного материала нелинейно падает, в результате этого снижается индуктивность магнитопровода, в следствии чего, согласно уравнения 17, снижается индуктивное сопротивление системы переменному току. Поэтому этот ток возрастает в зависимости обратной изменению магнитной проницаемости Рис.41 в.
Характеристика магнитного усилителя, представленная на Рис.41 в нелинейна и однополярная вне зависимости от знака сигнала управления. В этом заключен серьезный недостаток магнитного усилителя, собранного по этой схеме. Для улучшения этой характеристики в схему усилителя вводят дополнительную обмотку (обмотку смещения), на которую подают постоянный потенциал такой величины, чтобы начало координат новой характеристики магнитного усилителя смещалось в сторону относительной ее линейности. За счет потенциала смещения новыми координатами этой характеристики могутбыть координаты I р и Гупр ( Рис.41 в.). Относительно новых координат характеристика магнитного усилителя становится биполярной с преобладанием относительной линейности в области нулевых значений тока управления.