Описание схемы

Схема для исследования магнитного усилителя типа ТУМ A3–11 приведена на рисунке 4, а расположение элементов на лицевой панели на рисунке 5: МУ – магнитный усилитель; S5 – тумблер, для подключения обмоток управления и смещения к источнику постоянного тока; R_н – сопротивление нагрузки; S1 – тумблер, позволяющий включить и выключить внутреннюю обратную связь; VD5, VD6 – проводниковые диоды внутренней обратной связи; VD1 ÷ VD4 – полупроводниковый диодный мост внешней обратной связи; R1 и R2 – потенциометры, позволяющие изменять величину тока в катушке управления и смещения; S3 и S4 – тумблеры в цепях управления и смещения, соответственно позволяющие менять направления тока в обмотках управления (L)и смещения (L_см); pA3, pA2, pA1 – амперметры для изменения тока нагрузки, управления и смещения соответственно; S6 – тумблер для отключения питания в цепи смещения; S7 – тумблер подачи питания в рабочей цепи; F1 – предохранитель; сеть – EL – электрическая лампа, сигнализирующая о наличии питания в рабочей цепи.

Для выполнения работы включить 220 В 50 Гц на 12 В пост. тока.

Программа работы и порядок ее выполнения

1 Ознакомиться с устройством и принципом работы магнитного усилителя. Изучить схему установки для исследования МУ.

2 Снять статическую характеристику МУ без обратной связи и без смещения. Для этого необходимо:

2.1 Установить тумблеры S1, S2, S3, S4 и S6 в нижнее положение, т.е. «выкл.», а потенциометры R1 и R2 в крайнее левое

положение.

2.2 Включить тумблер «вкл.» и S3

2.3 Изменяя с помощью потенциометра R1 ток управления I_уп

от нуля до величины, при которой его изменение уже не оказывает влияние на состояние МУ, замерить соответствующие каждому значению I_уп токи загрузки I_н , и записать их в таблицу 3.

2.4 Тумблер S3 перевести в положение (+) и повторить пункт 2.3.

2.5 Установить все тумблеры и потенциометры в исходное состояние (п. 2.1).

Таблица 3

+Iyп
–Iyп
Iн	+
	–

3 Снять статическую характеристику МУ с внутреннеей обратной связью и без смещения.

3.1 Включить тумблеры "вкл" S5, S1 и S2

3.2 Повторить пункты 2.3 и 2.4 и данные завести в таблицу 4.

3.3 Установить все тумблеры и потенциометры в исходное положение

Таблица 4

+Iyп
–Iyп
Iн	+
	–

4 Снять статическую характеристику МУ с внешней обратной связью без смещения.

4.1 Включить тумблеры «вкл.», S2, S5.

4.2 Повторить пункты 2.3 и 2.4 и данные занести в таблицу 5.

4.3 Установить тумблеры и потенциометры в исходное состояние.

Таблица 5

+Iyп
–Iyп
Iн	+
	–

5 Снять одну из характеристик п.п. 2, 3, 4. (по указанию преподавателя) со смещением, для чего:

5.1 Включить тумблеры ВКЛ., S5, S6.

5.2 Тумблер S4 переключается также как и S3 в предыдущем случае.

5.3 Потенциометром R2 установить (заданное преподавателем) значение тока смещения по амперметру рА2.

5.4 Повторить известную процедуру снятия характеристик и данные занести в таблицу 6

5.5 Установить все тумблеры и потенциометры в исходное состояние.

Таблица 6

+Iyп
–Iyп
Iн	+
	–

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать следующие разделы.

1 Цель работы.

2 Краткое описание принципа работы МУ,

3 Принципиальную схему установки с перечнем оборудования и приборов, использованных в работе.

4 Таблицы с экспериментальными данными и графические зависимости I_н=f(I_уп) построенные по данным таблиц.

5 Выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Принцип действия магнитного усилителя.

2 Влияние обратной связи на характеристики магнитного усилителя.

3 Влияние смещения на характеристики магнитного усилителя.

4 Достоинства и недостатки магнитного усилителя.

БИБЛИОГРАФИЯ

1.Хайкин А.Б. Элементы судовой автоматики: Учеб пособие/ А.Б. Хайкин, Н Е. Жадобин – Л.: Судостроение, 1982. – 376 с.

2 Тищенко Н.М. Проектирование магнитных полупроводниковых элементов автоматики. 2–е изд. перераб. и доп. – М : Энергия, 1979. – 472 с.

Рисунок 4

Рисунок 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с принципом работы и схемой усилителя постоянного тока и снять опытным путем его основные характеристики и параметры.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Усилителем постоянного тока (УПТ) называется устройство, предназначенное для усиления медленно изменяющихся электрических колебаний, в том числе постоянных входных сигналов (нулевой частоты) с сохранением формы кривой усиливаемого сигнала.

Различают две разновидности УПТ: с непосредственным усилением сигнала постоянного тока и предварительным преобразованием (модуляцией) сигнала постоянного тока в переменный, усилением его и последующей демодуляцией.

В усилителях первого типа (с непосредственным усилением сигнала) применяют гальваническую (реостатную) связь между каскадами, и также между источником сигнала и нагрузкой. Связь между каскадами таких усилителей осуществляется при помощи отдельных источников постоянного тока или делителей постоянного тока или делителей напряжения. Индивидуальные батареи связи (например, конденсаторы) и делители приходится вводить в усилитель постоянного тока из–за того, что элементы цепи связи одновременно являются элементами схемы, задающими режим работы транзисторов.

В усилителях с реостатной связью изменение напряжения питающих батарей, изменение параметров транзисторов или резисторов в схеме приводит к изменению сигналов на выходе, которое невозможно отличить от изменений выходного сигнала, вызнанных полезным сигналом на входе. Такие изменения напряжения на выходе при постоянном входном сигнале, отнесенные ко входу, называют уходом (дрейфом) нуля усилителя. Дрейф нуля определяет наименьший входной сигнал, при котором может работать усилитель, и является одним из существенных недостатков УПТ.

В УПТ на транзисторах дрейф нуля определяется, прежде всего, температурными изменениями параметров транзисторов, и, если не принять специальных мер по температурной стабилизации, изменение выходного тока может достигать ± 100% при изменении температуры на ± 20 °С.

Все способы стабилизации связаны с усложнением схем УПТ и их производства. Поэтому в УПТ, предназначенных для усиления входных сигналов низкого уровня, часто применяют предварительную модуляцию входного сигнала с постоянной частотой. Это дает возможность использовать обычные усилители переменного тока с реостатно–емкостной или трансформаторной связью, в которых изменение параметров УПТ, источников питания и других элементов схемы приводит только к изменению коэффициента усиления, но не вызывает дрейфа нуля. Частоту модуляции выбирают в зависимости от максимальной скорости изменения входного сигнала и требуемой точности воспроизведения его формы на выходе.