Схема системы автоматического регулирования с электромагнитной муфтой
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
? путем изменения полярности (направления) тока управления в обмотке wy или переменой концов обмотки wx, подключаемой к выпрямителю. В этом случае магнитодвижущие силы обмоток управления и обратной связи вычитаются.
В схеме (рис.16, а) нагрузка может быть включена как постоянного, так и переменного тока. Нагрузка постоянного тока RH включена последовательно с обмоткой обратной связи woc, т. е. после выпрямителя. Нагрузка переменного тока ZH включается до выпрямителя. В этом случае выпрямитель служит только для осуществления обратной связи. В некоторых случаях и при нагрузке постоянного тока для питания обмотки обратной связи используется; отдельный выпрямитель, что повышает стабильность характеристик: магнитного усилителя.
Обратная связь по напряжению обычно применяется в мощных магнитных усилителях, т. е. при больших токах нагрузки. В этом случае для выпрямителя в цепи обратной связи по току потребовались бы диоды на большие токи, которые имеют большие габариты и используются со специальными охладительными радиаторам. Да и саму обмотку обратной связи потребовалось бы выполнять очень толстым проводом.
С точки зрения принципа действия разницы между усилителя-; ми с обратной связью по току и по напряжению нет.
Для статической характеристики идеального магнитного усилителя при наличии обратной связи уравнение будет иметь вид
pwp = Iywy 1осwoc,
где знак плюс соответствует положительной обратной связи, а знак минус - отрицательной.
Поскольку длина пути I для постоянного и переменного магнитных потоков у большинства магнитных усилителей одинакова, можно записать равенство напряженностей магнитного поля:
где Нср - среднее за полпериода значение напряженности переменного магнитного поля; Я= - напряженность постоянного магнитного поля, создаваемого совместными действиями обмоток управления и обратной связи;
Напряженность магнитного поля, создаваемого обмоткой обратной связи
При обратной связи по току полагаем, что весь выпрямленный: ток нагрузки проходит по обмотке обратной связи, т. е.
Тогда
где Кос - коэффициент обратной связи.
Таким образом, коэффициент обратной связи представляет собой отношение постоянной составляющей напряженности обратной связи к среднему значению напряженности переменного поля. Численно он определяется как отношение числа витков обмотки обратной связи к числу витков рабочей обмотки:
Кж = woc / wp.
Поскольку при положительной обратной связи Нос < Нср, значение коэффициента Кос обычно меньше единицы. Чем больше Кос, тем сильнее обратная связь. Используя коэффициент обратной связи, можно записать уравнение статической характеристики идеального магнитного усилителя:
В этом уравнении знак минус соответствует положительной обратной связи, а знак плюс - отрицательной.
Для внешней обратной связи характерно то, что можно разомкнуть обмотку обратной связи, а работоспособность магнитного усилителя сохранится. Коэффициент обратной связи при этом равен нулю, Кос = 0.
Значение коэффициентов при наличии обратной связи:
Таким образом, в магнитных усилителях положительная обратная связь повышает усиление тока, напряжения и мощности.
Теоретически при Кос=1 коэффициенты усиления стремятся к бесконечности. Напомним, что вывод формул был проведен для идеального магнитного усилителя. На практике при Кос > 1 усилитель переходит в релейный режим работы, при котором ток нагрузки изменяется скачкообразно, аналогично скачкообразному изменению тока в цепи контактов реле при его срабатывании. Такой режим магнитного усилителя используется в бесконтактных магнитных реле.
Инерционность магнитного усилителя с обратной связью
Наличие обратной связи оказывает влияние и на переходный процесс в магнитном усилителе, т. е. на динамический режим его работы. Анализ переходного режима в усилителе с обратной связью проводится на основании формулы. Отличие заключается в том, что в уравнении произведение Iywy заменяют Iywy(l Кос). Объясняется это тем, что в усилителе с обратной связью магнитный поток управления создается совместным действием двух обмоток: управления и обратной связи. Следовательно, и напряженность постоянного магнитного поля, создаваемого этими обмотками
В усилителе без обратной связи напряженность постоянного магнитного поля определялась только Ну. Поэтому при анализе усилителя с обратной связью следует брать вместо Ну Н== Ну + Нос Принимая Нср=Н= можем записать
В результате уравнение переходного процесса будет теперь характеризоваться постоянной времени
Знак минус в уравнении соответствует положительной обратной связи.
Добротность усилителя (отношение коэффициента усиления по мощности к постоянной времени):
где D0 - добротность усилителя без обратной связи.
Наличие положительной обратной связи увеличивает и добротность магнитного усилителя:
где- КПД; Rн - сопротивление нагрузки; Rр - сопротивление рабочей обмотки; Rв - сопротивление выпрямителя; Roc - сопротивление обмотки обратной связи.
Для работы усилителя в оптимальном режиме обычно принимают Кос = 0,96.
Анализ выражения показывает, что, вводя в усилитель положительную обратную связь, и, сохраняя зн