Багатокаскадні магнітні підсилювачі

Для одержання великих коефіцієнтів підсилення використовується послідовне з’єднання декількох магнітних підсилювачів. У цьому випадку вихідний сигнал попереднього підсилювача є вхідним сигналом наступного. Таке з’єднання підсилювачів називають каскадним, а кожний із підсилювачів – каскадом. Електромагнітний пристрій у цілому називають багатокаскадним магнітним підсилювачем. Загальний коефіцієнт підсилення багатокаскадного магнітного підсилювача дорівнює добутку коефіцієнтів підсилення окремих каскадів. Число окремих каскадів у магнітному підсилювачі може досягати 5-6. При цьому інерційність багатокаскадного підсилювача визначається сталою часу, що складає суму сталих часу окремих каскадів. Тому багатокаскадні підсилювачі знаходять застосування і в тих випадках, коли необхідно зменшити інерційність підсилювача при заданому коефіцієнті підсилення.

Розглянемо схему двокаскадного реверсивного підсилювача з вихідним змінним струмом (рис. 2.5.1). Схема кожного з каскадів (МП1 і МП2) аналогічна розглянутій в гл. 2.3 диференціальній схемі реверсивного

підсилювача. Такий підсилювач може використовуватися для управління виконавчим двофазним асинхронним електродвигуном. На виході першого каскаду (МП1) включені мостові випрямлячі В1 і В2, призначені для живлення обмоток управління другого каскаду (МП2). Навантаження Zн змінного струму ввімкнені на виході другого каскаду. Напруга живлення першого каскаду U2~ знімається із спеціальних трансформаторних обмоток wp2, намотаних на сердечники МП2 таким чином, що наведені у них з робочих обмоток wp2 ЕРС підсумовуються. Тому напруга U2~ не залежить від напруг , що змінюються на окремих обмотках wк. Ця напруга залишається пропорційною напрузі живлення мережі U2~. Отже, у даній схемі не потрібен окремий трансформатор живлення.

Переважно інерційність багатокаскадного підсилювача визначається інерційністю першого каскаду. Тому перший каскад звичайно виконують із невеликим коефіцієнтом підсилення і малою сталою часу. А необхідний загальний коефіцієнт підсилення прагнуть одержати за рахунок наступних каскадів. У результаті інерційність, наприклад, двокаскадного підсилювача буде менша, ніж інерційність однокаскадного підсилювача такої ж потужності з тим же самим коефіцієнтом підсилення.

Приклад 2.1. Визначити сталу часу однокаскадного магнітного підсилювача з додатним зворотним зв’язком при kp=3,6×103; Кзз=0,97; f=50 Гц. Визначити сталу часу двокаскадного підсилювача, що працює на тій самій частоті і з таким самим коефіцієнтом зворотного зв’язку, але з коефіцієнтами підсилення першого каскаду kp1=60 і другого каскаду kp2=60, що забезпечують загальний коефіцієнт підсилення kp1kp2=60×60=3,6×103. Порівняти ці сталі часу, вважаючи для простоти, що ККД h = l.

image002

З (2.2.6) одержимо вираз для сталої часу при додатному зворотному зв’язку

image004 (2.5.1)

Стала часу однокаскадного підсилювача

image006

Сталу часу двокаскадного підсилювача визначаємо як суму сталих часу кожного каскаду:

image008;

image010.

Як бачимо з даного прикладу, інерційність двокаскадного підсилювача при тому ж підсиленні зменшується в 30 разів. Для зменшення інерційності використовують живлення перших каскадів підвищеної частоти і лише останній (вихідний) каскад живлять напругою тієї частоти, на яку розраховане навантаження.

Васюра А.С. – книга “Елементи та пристрої систем управління автоматики”

Оставьте комментарий к статье