Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Методические указания к выполнению практических работ

по курсу "Расчет элементов аппаратурной реализации систем управления"

для студентов специальностей 210100

дневной и вечерней форм обучения

		Одобрено
		редакционно-издательским советом
		Балаковского института техники, технологии и управления

Балаково 2005

Цель расчета магнитного усилителя

Исходные данные для расчета: наибольшей ток нагрузки I_{Н MAX} , нагрузочное сопротивление R_Н, напряжение источника питания U, и частота f.

В некоторых случаях могут задаваться:

1) ток I_Y или коэффициент усиления по току (при питании обмотки управления непосредственно от источника сигнала);

2) максимальная отдаваемая мощность Р_{О МАХ}, или максимальная мощность всей цепи управления Р_{УП МАХ} =2Р_{О МАХ}, или требуемое значение усиления по мощности R_P=R_Н I_Н²/R_УП⁰I_УП², где R_УП⁰ - общее активное сопротивление цепи управление усилителя, включая сопротивление источника управляющего сигнала, Р_УП=R_УП⁰I_УП²-полная мощность цепи управления (при ограниченной мощности источника);

При расчете магнитного усилителя как замкнутой системы предьявляется требование к постоянной времени: Т ≤ Т_МАХ, где Т_МАХ - максимальное допустимое значение, или в виде Т=Т_Т, где Т_Т - требуемое значение постоянной времени.

Существует взаимосвязь коэффициента усиления по мощности и постоянной времени усилителя: Т = R_P(1 - β) / (4*f*ή) (1)

где β - коэффициент обратной положительной обратной связи:

ή = R_Н / R_O.P - КПД рабочей цепи,

R_O.P - общее активное сопротивление цепи.

или (2)

где ω_P и ω_УП- число витков обмоток рабочей и управления.

Усилитель может иметь две обмотки управления с числами витков ω_УП1 и ω_УП2. Тогда в формуле (1) вместо сопротивления обмотки управления подставляют величину (3)

где =-сопротивление второй обмотки управления, приведенное к первой обмотке;

и -общие активное сопротивления каждой из цепей управления, включая сопротивления источников управляющих сигналов.

В случае трех обмоток управления следует вместо равенства (2) используют формулу общего сопротивления трех параллельных ветвей.

В случае однотактного усилителя при определении Т учитывается обмотка смещения. В двухтактном усилителе постоянная времени Т не зависит от параметров обмотки смещения.

Целью расчета магнитного усилителя является определением материала и размера сердечников, чисел витков всех обмоток, марки и диаметров обмоточных проводов, коэффициента положительной обратной связи и типа диодов, используемых в цепи обратной связи, а также нахождение всех характеристик рассчитанного усилителя: коэффициентов усиления по мощности R_p, по напряжению R_u и по току R_I, статической характеристики магнитного усилителя и постоянной времени Т.

Инженерный метод расчета

Расчет основан на получение наименьшего габарита усилителя при заданной выходной мощности Р.