II. Характеристика вход-выход ферромагнитного усилителя мощности

7. Для получения характеристики вход-выход ферромагнитного усилителя  I₁ (I₀)  выключить выключатели QF-2 и QF-3, установить регулятор напряжения РН в нулевое положение. Включить источник синусоидального напряжения (QF-3) и установить регулятором напряжения (РН) входное напряжение U = 220В. Записать показания амперметра А₁ (ток I₁) при отсутствии тока управления (I₀ = 0) – отключен QF-2. Включить источник постоянного напряжения (QF-2) и, изменяя регулировочным реостатом R_рег ток управления I₀ от 0 до 120мА (через 20мА), снять зависимость I₁(I₀). Результаты измерений внести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Опытная характеристика вход-выход усилителя

I0, мА	0	20	40	60	80	100	120
I1, мА

III. Обработка экспериментальных данных

8. Для получения расчетных зависимостей усилителя для катушек в цепи нагрузки W₁ пренебрегаем потерями в обмотках (потерями на нагрев) и в ферромагнитных сердечниках (потерями на перемагничивание и вихревые токи), заменяем несинусоидальные токи и напряжения эквивалентными синусоидами (выполняем условную линеаризацию нелинейной цепи). Тогда для рабочей цепи на основании второго закона Кирхгофа в комплексной форме имеем:

; ,

где: – напряжение на входе цепи;

–ток короткого замыкания усилителя мощности .

Полученное выражение является уравнением эллипса, полуосями которого являются величины U и I_1к. Это уравнение выражает зависимость U₁(I₁) для рабочей цепи магнитного усилителя при заданных значениях U и R_Н. Задаваясь током I₁, в рабочем диапазоне (до 400мА), рассчитать по уравнению режима цепи (уравнению эллипса) напряжение на магнитном усилителе U₁ – таблица 3.3.

Таблица 3.3 – Расчётная зависимость режима магнитного

усилителя по уравнению эллипса

I1, мА	0	100	200	250	300	350	400
U1, В	220

8. Используя опытные данные построить семейство характеристик ферромагнитного усилителя U₁(I₁) (таблица 3.1). В этих же координатах построить эллипс U₁(I₁) по расчетным данным (таблица 3.3). Точки пересечения характеристик усилителя и эллипса определяют рабочий режим ферромагнитного усилителя при различных токах управления. Параметры рабочих режимов занести в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 – Расчетная характеристика вход-выход

Магнитного усилителя

I0, мА	0	20	40	60	80	100	120
I1, мА

8. По экспериментальным данным построить опытную зависимость I₁( I₀ ) (таблица 3.2). В тех же координатах построить расчетную зависимость I₁( I₀ ) (таблица 3.4).

9. При любом токе управления I₀ для любой точки рабочего режима (таблица 3.2) определить коэффициент усиления магнитного усилителя по мощности:

,

где I₁₀ – ток рабочей цепи при нулевом токе управления (I₀ = 0), R_у = 250 Ом – омическое сопротивление цепи управления.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каковы названия электрических цепей в схеме усилителя?

2. Из каких соображений в схеме усилителя мощности используются два сердечника?

3. Какова форма магнитного потока в сердечниках?

4. Какую роль играет обмотка управления?

5. Как изменяется индуктивность рабочих обмоток с ростом тока управления?

6. Почему выражение для рабочей цепи является приближенным?

7. Как определить рабочий режим при заданном токе управления, имея зависимости U₁(I₁)?

8. Чем объясняется отличие опытной и расчетной характеристик усилителя I₁ (I₀ ) ?

Лабораторная работа 4