Элементы автоматики: Лабораторный практикум по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики», страница 15

Из рисунка 2 видно, что кривая симметрична относительно оси ординат и нереверсив­на. При Iвх = 0 сердечник не намагничен.  Следовательно, m=mмах,  wLp>> Rн и практически все напряжение  сети U~ приложено к рабочим об­моткам. Через рабочие обмотки протекает  незначительный ток, который называется  током холостого хода Ixx. С возрастанием Iвх в сердечниках образу­ется магнитный поток Фу, создающий постоянное подмагничивание.

Из рисунка 1 видно, что в один полупериод магнитные потоки, создаваемые обмотками Wp и Wy, в одном сердечнике складываются, а в другом – вычитаются. В следующий полупериод сердечники меняются ролями. Это приводит к уменьшению m , а следовательно,   и      wLp. Ток возрастает,  увеличивается падение напряжения на нагрузке. При Iвх равном Iвх нас   wLp = 0,  Iвых = Iвых макс и  все напряжение сети падает на нагрузке. Изменение мощности  в  нагрузке    значительно   превышает мощность управления, поэтому рассмотренная схема представляет собой МУ мощности. МУ еще называют управляемым источником тока. На основании закона равенства МДС (трансформаторный закон магнитных усилителей) для усилителей с идеальной кривой намагничивания IвхWy = Iвых Wp. Отсюда коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по мощности определяется как отношение мощности на выходе к мощности на его входе

МУ характеризуется еще одним параметром – коэффициентом кратности. Чем больше Ккр, тем выше качество усилителя. Например, для пермаллоевых сплавов Ккр ³ 100.

Введение положительной обратной связи (ПОС) в МУ позволяет полу­чить значительно большие коэффициенты усиления по току и по мощности. Увеличение коэффициентов усиления достигается за счет дополнительного  подмагничивания, создаваемого обмоткой обратной связи Wос. В МУ с внешней обратной связью (рисунок 3 ) дополнительное подмагничивание  создается током Iвых, который предварительно выпрямляется выпрямителем VM и пропускается по Wос.

Для получения ПОС магнитные  потоки, создаваемые Wос и Wy, должны совпадать по направлению. Для МУ с ПОС коэффициенты усиления по току Ki пос и по мощности Кр пос, могут быть рассчитаны по формулам:

где Кпос =Wос/Wp  - коэффициент положительной обратной связи.

 Из рисунка 3,б видно, что при наличии ПОС статическая характеристи­ка несколько смещена влево, вследствие чего увеличивается ток холостого хода, и поворачивается против часовой стрелки на некоторый угол. В результате крутизна правой ветви увеличивается, тем самым увеличи­ваются коэффициенты усиления, а крутизна левой ветви уменьшается, что соответствует отрицательной обратной связи. Для уменьшения тока холостого хода необходимо создавать смещение, пропуская ток по об­мотке смещения от автономного источника питания.

2  Оборудование и приборы

Стенд для исследования МУ. Он собран в металлическом корпусе с верхней наклонной панелью. На этой панели размещены измерительные приборы, переключатели пределов измерения и выключатели для измерения Iсм, Iн, Iу, а также клеммы  для включения обмоток обратной связи,  клеммы Vн и выключатель стенда. Здесь же размещены реостаты для изменения Iсм  и Iу. Принципиальная схема стенда приведена на рисунке 4 .

3   Порядок выполнения работы

3.1  Исследование МУ без смещения и без обратной связи.

1  Выключатель Iсм установить в положение "Выключено", между клеммами "+" и "-" установить перемычку.

2  Макет подключить к сети U~ = 220 В и включить выключатель "Сеть", на наклонной панели должна загореться сигнальная лампа  с красным светофильтром, сигнализирующая о подаче питания на стенд.

3  Реостатом  Rн установить сопротивление нагрузки 175 Ом.

4  Включить выключатель Iн.

5  Снять статическую характеристику МУ, для этого:

а) выключатель Iу установить в положение "+';

б)изменяя величину тока Iу, начиная с нуля, ступенями через 5 мА снять показания прибора Iн, результаты измерений записать в таблицу 1  для положительных значений Iу;