книги из ГПНТБ / Востров М.В. Основы авиационной автоматики

При этом изменяется эффективное значение тока

для магнитных усилителей зависимость (2.20) такая же, как и для индуктивных датчиков. Различие в принципе действия этих двух устройств состоит в том, что у индуктивного датчика ин­ дуктивность менялась за счет изменения проводимости воздуш­ ного зазора, а у магнитного усилителя — за счет изменения маг­ нитной проницаемости железа. Так как для современных мате­ риалов Hi мало, то зависимость /~ = / ( / у) (фиг. 2.16) в обла­ сти малых значений iy имеет вид, показанный пунктиром.

Выше мы нигде не учитывали влияние потока Ф~ . В действи­ тельности £ = / ( г у, /~). Поэтому при построении зависимости /_ = f ( i y) используют так называемые кривые одновременного

намагничивания, получаемые для данного материала экспери­

70

чине. Для увеличения коэффициента усиления в области малых

лярные (двухтактные) магнитные усилители..

Так же как и индуктивные датчики, двухполярные МУ вы­ полняются по дифференциальной, мостовой и трансформатор­ ной схемам. На фиг. 2.19 приведена электрическая схема двух­ полярного МУ, собранного по дифференциальной схеме.

71

Обмотки управления и подмагничения уложены таким об­

дечника увеличивается, другого уменьшается, индуктивности об­

Ф и г. 2.21

ратной связью по току. Принципиальная схема простейшего МУ с положительной обратной связью по току представлена на фиг. 2.22.

Последовательно с обмоткой w~. включен мост из выпря­

мителей, осуществляющий двухполупериодное выпрямление. Выпрямленный ток проходит через обмотку обратной связи U^oc, которая дополнительно подмагничивает сердечник. Это допол­ нительное подмагничение приводит к тому, что тот же ток на выходе можно получить при меньшем токе управления.

72

Покажем связь между козффицентом'усиления kioc при налинии обратной связи и kt без обратной связи.

Для магнитного усилителя с обратной связью

но

Iq с v/__ ,

где v — коэффициент пропорциональности.

Д’у

+o— A J W

и6х ТТЛ

Отсюда

Последнее соотношение можно легко получить, исходя из общего выражения для передаточной функции усилительного звена, охваченного положительной обратной связью (фиг. 2.24).

73

При р = 1 мы получаем характеристику, близкую к релейной. В этом случае говорят, что МУ работает в режиме безконтактного реле. Рассмотрим динамические свойства МУ. В пределах

T p + l

МУ по своим динамическим свойствам эквивалентен инерцион­ ному звену.

К достоинствам МУ относятся: высокая прочность, надеж­ ность действия, стабильность характеристик, возможность ис­ пользования суммирующего устройства.

Основные недостатки МУ следующие: большое запаздыва­ ние, большой вес.

§ 3. РЕЛЕЙНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Основным элементом релейного усилителя является реле. Реле — это электромеханическое устройство, в котором элек­ тромагнитная энергия преобразуется в перемещение якоря. Раз­ личают реле магнитоэлектрические, • электромагнитные, поляри­ зованные, электродинамические, фотоэлектрические, электрон­ ные и т. д. Мы остановимся кратко только па двух типах реле: электромагнитном и поляризованном.

Упрощенная схема клапанного электромагнитного реле при­ ведена на фиг. 2.25.

Существенное значение для реле имеют два типа характери­ стик: силовые или тяговые и временные.

74

Можно показать, что зависимость силы тяги, создаваемой реле, от величины воздушного зазора приближенно выражается так:

(2.29)

где wl — ампер-витки обратного реле;

5 — сечение воздушного зазора.

Тяговая характеристика реле показана на фиг. 2.26. К вре­ менным характеристикам реле относятся: время срабатывания реле и время отпускания: tCp и t01n.

реле до момента прихода якоря в конечное положение (до за­ мыкания контактов). Время отпускания — это время от момен­ та выключения реле до момента прихода якоря в исходное по­ ложение.

Как тяговые, так и временные характеристики существенно зависят от конструктивного оформления реле.

Существенными недостатками электромагнитного реле яв­ ляются: нечувствительность его к изменению полярности вход­ ного напряжения, относительно большие времена срабатывания (0,02-ч-0,2 сек.). Большое применение в качестве основного элемента релейных усилителей имеет поляризованное реле. Осо­ бенностью поляризованных реле является наличие в магнитной системе постоянного магнита. Благодаря этому направление срабатывания поляризованного реле зависит от полярности при­ ложенного напряжения.

Принципиальная схема поляризованного реле представлена на фиг. 2.27.

Если ток в обмотке управления отсутствует, то якорь нахо­ дится под действием одинаковых сил, создаваемых потоком Фм

75

постоянного магнита. Если в обмотке управления есть ток, то магнитные потоки Фм и Фу в зазоре &2 складываются, а в за­ зоре Sj вычитаются. Возникает разность сил, которая застав­ ляет перемещаться якорь влево или вправо в зависимости от полярности управляющего напряжения. Поляризованные реле более чувствительны к слабым сигналам (Рвх~ 10~4 вт), имеют

малые времена срабатыва­ ния (0,003—0,005 сек.). При наличии нескольких обмоток поляризованные реле с ус­ пехом используются как суммирующие элементы. Не­ достатком поляризованных реле является ограниченная мощность контактов.

Рассмотрим теперь схе­ мы простейших релейных усилителей. На фиг. 2.28 показана схема релейного усилителя на электромагнит­ ном реле и его статическая характеристика, а на фиг- 2.29 — релейный усилитель на поляризованном трехпо­ зиционном реле.

Ф и г. 2.28

Ф и г . 2.29

76

Статическая характеристика релейного усилителя с двухпо­ зиционным реле дана на фиг. 2.30.

Релейные усилители просты по конструкции, имеют большой коэффициент усиления по мощности, малый вес и габариты. Существенными недостатками релейных усилителей являются:

о— —^ ~

ибх 1ft. £1

Л А

Фиг. 2.31

На выходе релейного усилителя появляются импульсы равной длительности, но противоположной полярности. Поскольку

77

78

ко линейность,статическом характеристики. Рассмотренный спо­ соб линеаризации требует специального источника линеаризую­ щего напряжения. Поэтому чаще применяется линеаризация ре­ лейных усилителей с помощью запаздывающей обратной связи (фиг. 2.34). Линеаризующее напряжение здесь получается за счет заряда и разряда конденсатора С. Процесс линеаризации

релейного усилителя с запаздывающей обратной связью пока­ зан графически на фиг. 2.35. Так же как и в предыдущем слу­ чае, при изменении «вх изменяется длительность положитель­ ного и отрицательного импульсов и в связи с этим изменяется

^вых ер’

79