3.2.2. Двухтактные магнитные усилители

Двухтактные МУ применяют, когда необходимо иметь реверсную статическую характеристику и равный нулю ток холостого хода. Для этого используют два однотактных МУ и включают их по схеме суммирования напряжений либо токов. Наиболее распространены дифференциальные и мостовые схемы с суммированием токов. В дифференциальных схемах для питания МУ используют трансформатор со средней точкой вторичной обмотки, в мостовых – балластные резисторы для образования моста. На рис. 3.6 приведены мостовая схема и характеристики двухтактного (реверсивного) МУ, состоящего из двух однотактных МУ с самоподмагничиванием и выходом на постоянном токе, обмотки управления которых соединены последовательно и встречно, а обмотки смещения последовательно и согласно.

Рис. 3.6. Мостовая схема (а) и статические характеристики (б) двухтактного МУ с выходом на постоянном токе в нагрузке: А1, А2 – однотактные МУ; – балластные резисторы

При таком соединении обмоток и с ростом входного сигнала в положительном направлении ток , создаваемый усилителем А1 в нагрузке, будет возрастать, а ток усилителя А2 – падать, а при росте тока , в отрицательном направлении изменение токов будет обратным. Ток в нагрузке в рабочей зоне изменяется пропорционально току в обмотке управления, а его направление определяется знаком (полярностью) входного сигнала.

На рис. 3.7 представлена дифференциальная схема включения магнитных усилителей с выходом на переменном токе.

Рис. 3.7. Принципиальная электрическая схема двухтактного магнитного усилителя с выходом на переменном токе

В этой схеме обеспечивается нулевой ток холостого хода, а при изменении знака входного сигнала изменяется фаза тока нагрузки.

3.3. Релейные преобразовательные устройства

3.3.1. Общие положения

Реле (релейный элемент) – это устройство, преобразующее плавное изменение входной величины в скачкообразное изменение выходной величины.

Основные виды статических характеристик релейных устройств приведены на рис. 3.8.

Они могут быть: а) по количеству значений, принимаемых выходной величиной, двухпозиционными (рис. 3.8, а–г) и трехпозиционными (рис. 3.8, д, е); б) по знаку выходной величины – нереверсивными (рис. 3.8, а–в) и реверсивными (рис. 3.8, г–е); в) по наличию зоны возврата (зоны неоднозначности) – с наличием зоны возврата (рис. 3.8, а–д) и без зоны возврата (рис. 3.8, е).

Двухпозиционный релейный элемент имеет два устойчивых состояния: , (или ), а трехпозиционный элемент – три устойчивых состояния , 0, – .

Наличие зоны возврата у большинства релейных элементов приводит к неоднозначности выходной величины при увеличении и уменьшении входной величины.

В общем случае, релейные элементы характеризуются следующими параметрами (см. рис. 3.8):

– пороги переключения (параметры срабатывания и отпускания);

, – выходные сигналы, соответственно, максимальное и минимальное значение выходной величины;

– зона возврата (ширина зоны неоднозначности);

– зона нечувствительности;

– коэффициент возврата, характеризующий относительную ширину зоны возврата;

– мощность срабатывания (минимальная мощность входного сигнала, вызывающая срабатывание реле);

– выходная (коммутируемая) мощность, где - максимальный отключаемый ток, – напряжение источника питания;

– коэффициент усиления сигнала по уровню;

– динамические параметры релейного элемента, соответственно, время срабатывания и время отпускания.

Реле классифицируют по различным признакам: а) по назначению – реле управления, защиты, сигнализации, времени; б) по способу воздействия на выходную цепь (по виду исполнительной части реле) – контактные и бесконтактные реле; в) по виду входного сигнала – реле тока, скорости, уровня и т.д.; г) по роду энергии источника питания – электрические, пневматические, гидравлические и другие реле.

Рис. 3.8. Статические характеристики нереверсивных двухпозиционных (а–в) и реверсивных (г–е) релейных элементов: характеристики прямая (а), обратная (б), нейтрального электромагнитного реле (в), реверсивная двухпозиционная (г), трехпозиционные с зоной возврата (д) и без зоны возврата (е)

Контактные реле по принципу действия могут быть электромагнитными, магнитоэлектрическими, тепловыми и т.д., бесконтактные реле – магнитными, полупроводниковыми, электронными.

В контактных реле скачок выходного сигнала обеспечивается замыканием или размыканием контакта реле, а в бесконтактных реле – резким изменением параметров выходной цепи.