§ 24.4. Обратная связь в реверсивных магнитных усилителях

Обратная связь в реверсивных магнитных усилителях может быть внешней и внутренней.

При внешней обратной связи ее обмотки могут быть выполне­ны раздельно для каждого из однотактных усилителей, входящих в реверсивную схему. Такая схема показана на рис. 24.8, а для диффе­ренциального усилителя с выходным переменным током. Обмотка Обратной связи может включаться и последовательно с нагрузкой через выпрямитель (рис. 24.8, б), т. е. быть общей для обоих входя­щих в схему однотактных усилителей.

Аналогичные схемы включения обмоток обратной связи могут

-быть использованы и для реверсивных магнитных усилителей с вы­ходным постоянным током. Теоретически реверсивные усилители с раздельными обмотками обратной связи могут работать без обмоток

смещения, поскольку необходимое начальное смещение создается за счет прохождения по обмоткам обратной связи тока холостого хода. На практике обычно используют небольшую обмотку смеще­ния, с помощью которой может быть выбран необходимый режим для каждого однотактного усилителя и точно установлен нулевой выходной сигнал при /_у = 0.

Следует также отметить, что включение общей обмотки обрат­ной связи для реверсивных магнитных усилителей с выходным по­стоянным током еще более снижает и без того низкий КПД, однако повышает стабильность нуля.

В системах автоматики, как уже отмечалось, усилители обычно используются для питания исполнительных электродвигателей. Наибольшей простотой и надежностью характеризуются двухфаз­ные асинхронные электродвигатели, скорость которых регулируется за счет изменения напряжения на управляющей обмотке. Для управления такими двигателями и используются реверсивные маг­нитные усилители с обратными связями. На рис. 24.9 показана диф­ференциальная схема реверсивного магнитного усилителя с внут­ренней обратной связью. Для балансировки схемы (настройки нуля и вида выходной характеристики) используются обмотки смещения, питаемые через регулировочный резистор R^f.

Ток нагрузки в сопротивлении 2„ равен разности токов двух од-нотактных усилителей МУ1 и МУ2: /„ = i, - /₂ .

Внутренняя обратная связь обеспечивается в каждом из этих од-нотактных усилителей за счет постоянной составляющей токов /, и /₂, выпрямленных с помощью диодов. При этом постоянная состав-

ляющая протекает лишь по рабочим обмоткам, а в нагрузку посту­пает близкий к синусоидальному ток /_н = /, - /₂. При наличии управ-Ляющего тока /_у = 0 определенной полярности действующее значе­ние тока /, возрастает, а /₂ — уменьшается (поскольку в данном случае подмагничивание сердечников МУ1 возрастает, а в МУ2 — уменьшается). При изменении полярности сигнала управления кар­тина меняется: /, уменьшается, а /₂ увеличивается. Фаза переменно­го тока в нагрузке при этом изменяется на 180°.

Рассмотрим влияние смещения на вид статической характери­стики реверсивного магнитного усилителя. На рис. 24.10 показано Построение статической характеристики реверсивного магнитного усилителя при разных значениях смещения. Построение выполня­ется графическим сложением двух статических характеристик одно-тактных магнитных усилителей МУ1 и МУ2, включенных дифферен­циально (настречу друг другу).

Характеристики на рис. 24.10, а соответствуют отсутствию сме­щения. Значения токов /, и /₂ на выходе каждого из однотактных усилителей при /_у = 0 близки к максимальным значениям, что вызы­вает дополнительный нагрев усилителя. Кроме того, результирую­щая характеристика /_н =/(/_у) имеет очень пологий начальный учас­ток, т. е. усилитель будет нечувствительным при малых сигналах управления. Для устранения этих недостатков и необходимо приме­нять смещение (начальное подмагничивание сердечников). Направ­ление тока смещения выбирают таким, чтобы уменьшились значе­ния токов /, и /₂ при /_у = 0. Характеристика /, =/(/_у) при этом сме­щается вправо, а характеристика /₂ =/(/_у) — влево.

Обычно величину смещения выбирают в зависимости qt назна­чения усилителя, обеспечивая его работу в^ одном и? двух режимов: режим класса Д или режимдаасаа В. Если дачалъное (при /_у = 0) ср-стояние каждого из однотактных усилителей соответствует точке на середине линейного , (рабочего) участка его характеристики (рис. 24.10, б), то считается, что усилитель работает в режиме класса А. Следовательно, в режиме класса А смещение выбирается таким, чтобы токи /, и /₂ при /у = 0 были равны примерно половине своего максимального значения. В этом режиме достигается наибольший коэффициент усиления.

В режиме класса В смещение (начальное подмагничивание) уве­личивается таким образом, чтобы токи /, и /₂ при /_у = 0 имели ми­нимальное значение (рис. 24.10, в). В этом режиме обеспечиваются минимальные потери (а значит, и высокий КПД) при малых сигна­лах управления. При кратковременной работе усилителя режим класса В позволяет уменьшить сечение провода рабочих обмоток.

Можно построить реверсивный магнитный усилитель с внут­ренней обратной связью и по мостовой схеме, однако схема будет более сложной, чем дифференциальная, поскольку потребуется уд­военное число выпрямителей.