- изучить типы конструкций электромашинных усилителей.
- изучить типы конструкций релейных, электронных усилителей
Вопросы, рассматриваемые на лекции
1. Электромашинные усилители.
2. Релейные усилители.
3. Электронные усилители
Электромашинные усилители
Электромашинные усилители применяют в качестве мощного усилительного каскада для управления по цепи якоря электродвигателями постоянного тока, используемыми в качестве исполнительных устройств САУ.
Электромашинные усилители представляют собой генераторы постоянного тока с обмоткой возбуждения, используемой в качестве обмотки управления. Якорь электромашинного усилителя вращается с постоянной скоростью приводным электродвигателем постоянного или переменного тока, который конструктивно объединен с генератором.
Простейший электромашинный усилитель – генератор с независимым возбуждением. Он имеет небольшой коэффициент усиления по мощности (10-20).
Недостатки - статическая характеристика повторяет по форме петлю гистерезиса материала магнитопровода; обмотка управления занимает все свободное пространство вокруг полюсов.
Для увеличения коэффициента усиления: используют скорость вращения приводного двигателя порядка 6000-12000 об/мин; применяют генераторы с положительной обратной связью по току или по напряжению.
Двухкаскадные электромашинные усилители. Электромашинный усилитель с поперечным полем. Рабочие свойства электромашинного усилителя определяются его внешней характеристикой, представляющей собой зависимость напряжения на выходе усилителя от тока нагрузки при постоянстве частоты вращения и тока в обмотке управления. Так как магнитная система не насыщена, напряжение на выходе усилителя линейно зависит от тока нагрузки. Важный параметр электромашинного усилителя – быстродействие.
Релейные усилители.
Электромагнитные поляризованные реле имеют высокий коэффициент управления, который соответствует в усилителях коэффициенту усиления по мощности. Вследствие резко выраженной нелинейности статической характеристики реле их иногда нельзя использовать в качестве усилителей.
Способы получения линейной статической характеристики двухпозиционного поляризованного реле при сохранении высокого коэффициента усиления по мощности:
1) внешняя вибрационная линеаризация
2) внутренняя вибрационная линеаризация
Преимущества: возможность получения больших выходных мощностей, определяемых предельной мощностью, коммутируемой контактами; высокий коэффициент усиления по мощности у линеаризованных усилителей до нескольких тысяч; высокий коэффициент полезного действия как в релейном, так и в вибрационном режимах; малые габариты и масса, простота конструкции; достаточно высокое быстродействие; возможность устранения нелинейности типа «зона нечувствительности».
Недостатки: существенная нелинейность статических характеристик при работе усилителя в релейном режиме; ненадежная работа контактов, особенно в условиях тряски, вибраций, действия перегрузок; высокий уровень создаваемой низкочастотной помехи.
Электронные усилители
В САУ средней и большой мощности электронные усилители используются в качестве предварительных усилителей, обеспечивающих работу оконечного мощного каскада усиления, по принципу действия являющегося магнитным, электромашинным или релейным. То есть, электронные усилители используются для согласования выходного сопротивления датчиков с входным сопротивлением усилителя мощности.
В маломощных САУ электронный усилитель является единственным типом усилителя, так как мощность его выходного сигнала оказывается достаточной для приведения в действие исполнительного устройства.
Классификация электронных усилителей:
1) по виду применяемого усилительного элемента – ламповые, транзисторные, на туннельных диодах, на микросхемах
2) по диапазону усиливаемых частот - усилители постоянного тока (УПТ), усилители низкой частоты (УНЧ), усилители радио- или промежуточной частоты(УРЧ,УПЧ), усилители сверхвысокой частоты (СВЧ-усилители)
3) по ширине полосы усиливаемых частот – узкополосные, широкополосные
4) по характеру усиливаемого сигнала – усилители непрерывных и импульсных сигналов
5) по усиливаемой электрической величине - усилители напряжения, тока, мощности
6) по типу нагрузки – резистивные (апериодические), резонансные (избирательные)
7) по числу ступеней усиления – однокаскадные, многокаскадные
8) по способности реагировать на фазу или полярность входного сигнала - однотактные и двухтактные
9) по роду усиливаемых сигналов - усилители постоянного тока и переменного тока
10) по характеру реализации схемы - усилители с сосредоточенными элементами схемы, усилители на интегральных схемах.
Основные параметры и характеристики электронных усилителей: коэффициент усиления, амплитудно-частотная, фазочастотная, переходная характеристики, искажения формы сигнала, входная и выходная проводимости.
Работа лампового и полупроводникового усилителей во многом подобна. С появлением интегральных микросхем наиболее широкое применение в технике САУ находят полупроводниковые усилители.
Обратная связь в электронных усилителях. Пассивная, специально вводимая, паразитная обратные связи.
Усилители постоянного тока. Усилители переменного тока.
Операционные усилители.
Вопросы для самопроверки
1. С какой целью применяют электромашинные усилители в САУ?
2. Описать конструкции и принцип действия электромашинных усилителей.
3. Какая характеристика электромашинного усилителя называется внешней? Что определяет внешняя характеристика?
4. Перечислить преимущества и недостатки электромашинных усилителей.
5. Перечислить способы линеаризации статической характеристики двухпозиционного поляризованного реле при сохранении высокого коэффициента усиления по мощности.
6. Перечислить преимущества и недостатки релейных усилителей.
7. С какой целью применяют электронные усилители в САУ? Дать классификацию электронных усилителей.
8. Перечислить основные параметры и характеристики электронных усилителей.
9. С какой целью используется обратная связь в электронных усилителях?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.