§ 23.5. Характеристики реального магнитного усилителя "' с обратной связью ' * ' *

Статические характеристики «вход-выход» реального магнитного усилителя с различными значениями коэффициента обратной связи

А^. показаны на рис. 23.3. При увеличении К_ж характеристика становится несимметричной и смещается влево параллельно оси абсцисс. Ток в цепи нагруз­ки при сигнале /_у = 0 уже не бу­дет равен его минимальному значению /_н0, его значение уве­личивается с ростом К^ (точки 1, 2, 3). Как было показано в § 22.4, ток холостого хода в реа­льном усилителе не равен нулю (из-за конечного значения ин­дуктивности рабочей обмотки). При наличии обратной связи этот ток поступает в обмотку ш_ж и создает дополнительное подмагничивание, смещая характеристику усилителя. Для уменьше­ния тока холостого хода в усилителе с положительной обратной свя­зью применяют специальную обмотку смещения ш_см. Напряжен­ность магнитного поля, создаваемого этой обмоткой, должна быть равна напряженности поля, создаваемого обмоткой обратной связи г0_ос при прохождении по ней тока /_н0, т. е. Я_см — I^w^ / / противопо­ложна по направлению. В этом случае обмотка смещения будет пол­ностью компенсировать подмагничивающее действие обмотки об­ратной связи при отсутствии управляющего сигнала (/_у = 0). При приближении значения коэффициента обратной связи к единице есть опасность перехода усилителя в релейный режим. Как уже от­мечалось, обычно принимают величину К_ж = 0,96. Однако при ис­пользовании высококачественных сердечников и выпрямителей со стабильными параметрами и при незначительных колебаниях тем­пературы внешней среды величина К_ж может быть доведена до 0,98—0,99. При этом обеспечиваются весьма большие коэффициен­ты усиления и хорошая линейность преобразования входного сигна­ла в выходной. Добротность реальных магнитных усилителей с об­ратной связью находится обычно в пределах D= (100-ьЮОО)/, где /— частота напряжения питания.

§ 23.6. Графическое построение статической характеристики магнитного усилителя с обратной связью

Статическую характеристику магнитного усилителя с обратной свя­зью можно построить графически по характеристике этого же уси­лителя без обратной связи.

Рассмотрим такое построение применительно к магнитному усилителю с обратной связью по току (см. рис. 23.1, а). Напряжен­ность постоянного магнитного поля Я₌ в этом усилителе создается совместным действием тока управления /_yl, протекающего по об­мотке ш_у, и тока нагрузки /_н, протекающего по обмотке w_k, т. е.

Первый член уравнения (23.11) представляет собой ток управле­ния магнитного усилителя без обратной связи, а второй член — это ток нагрузки, приведенный к числу витков обмотки управления. Иными словами, это такой условный ток в обмотке .управления, который эквивалентен по действию току нагрузки, протекающему по обмотке обратной связи. Обозначим этот приведенный (услов­ный) ток через /„, т. е.

Это выражение является характеристикой обратной связи. По­строение статической характеристики проводим в координатной плоскости (рис. 23.4): по оси абсцисс откладываем 1_у, по оси орди­нат — /_н. Характеристика обратной связи в этих осях изображается прямой Оа, проходящей через начало координат под углом, а = arctg К_ж к оси ординат. В этих же осях координат строим нагру­зочную характеристику магнитного усилителя без обратной связи /_н =/(/_у), которая на рис. 23.4 обозначена бег. Теперь на основе (23.11) выполняем графическое построение характеристики усили­теля с обратной связью. Точка А пересечения прямой Оа с характе-

ристиквй усилителя бег опреде-таеТ новое значение тока холо­стого хода. Сносим это значение на ось ординат (точка г). Затем проводим еще неско-пько прямых, параллельных Оа, и находим точки их пересече­ния с кривой бег. Из точек пе­ресечения этих прямых с осью абсцисс восставляем перпенди­куляры, на которое сносим точ­ки пересечения характеристики эбратной связи, с характеристи­кой усилителя без обратной связи.

Из построения видно, что ток /_у, < 7_у2, т. е. для получения одно­го и того же тока нагрузки /_н в магнитном усилителе с обратной связью требуется меньший ток в управляющей обмотке, чем в уси­лите, ле без обратной связи.

Построенная таким образом характеристика усилителя с обрат­ной связью обозначена деж. Анализируя вид этой кривой, прихо­дим к заключению, что характеристика магнитного усилителя полу­чается несимметричной: в правой части её крутизна больше, чем у усилителя без обратной связи, а в левой части — меньше. Ветвь еж соответствует положительной обратной связи, а ветвь де — отрица­тельной обратной связи.

Построение на рис. 23.4 выполнено для значения K_oc < 1. Срав­нение характеристик магнитного усилителя с обратной связью и без обратной связи показывает, что с увеличением К_oc ток холостого хода в нагрузке возрастает. Для уменьшения тока холостого хода в усилителе с положительной обратной связью применяют обмотку смещения от_см, охватывающую, подобно обмоткам управления и об­ратной связи, оба сердечника (рис. 23.5, а). Эта обмотка питается постоянным током и обеспечивает постоянное подмагничивание сердечников. Благодаря такому подмагничиванию характеристика усилителя смещается влево или вправо параллельно самой себе (рис. 23.5, б).

Иногда с помощью обмотки смещения начальную рабочую точ­ку смещают на середину линейного участка (рис. 23.5, в). Такой усилитель можно назвать поляризованным: при положительных значениях 1_у ток нагрузки линейно возрастает, при отрицатель­ных—уменьшается.