Зворотний зв’язок в реверсивних магнітних підсилювачах

Зворотний зв’язок в реверсивних магнітних підсилювачах може бути зовнішній і внутрішній.

image008

Рис. 2.3.8. Реверсивні магнітні підсилювачі із зовнішнім зворотним зв’язком

При зовнішньому зворотному зв’язку обмотки магнітного підсилювача можуть бути виконані роздільно для кожного з однотактних підсилювачів, що входять в реверсивну схему. Така схема показана на рис. 2.3.8, а

image009

для диференціального підсилювача з вихідним змінним струмом. Обмотка зворотного зв’язку може під’єднуватися і послідовно з навантаженням через випрямляч (рис. 2.3.8, б), тобто бути спільною для обох однотактних підсилювачів, що входять до схеми.

Аналогічні схеми включення обмоток зворотного зв’язку можуть бути використані і для реверсивних магнітних підсилювачів з вихідним постійним струмом. Теоретично реверсивні підсилювачі з роздільними обмотками зворотного зв’язку можуть працювати без обмоток зміщення, оскільки необхідне початкове зміщення створюється за рахунок проходження по обмотках зворотного зв’язку струму холостого ходу. На практиці звичайно використовують невелику обмотку зміщення, за допомогою якої може бути вибраний необхідний режим для кожного однотактного підсилювача і точно встановлений нульовий вихідний сигнал при Іу=0.

Потрібно також зазначити, що включення спільної обмотки зворотного зв’язку для реверсивних магнітних підсилювачів з вихідним постійним струмом ще більше знижує і без того низький ККД, однак підвищує стабільність нуля.

В системах автоматики, як вже зазначалося, підсилювачі, зазвичай, використовуються для живлення виконавчих електродвигунів. Найбільшою простотою і надійністю характеризуються двофазні асинхронні електродвигуни, швидкість яких регулюється за рахунок зміни напруги на обмотці управління. Для керування такими двигунами і використовуються реверсивні магнітні підсилювачі із зворотними зв’язками. На рис. 2.3.9 показана диференціальна схема реверсивного магнітного підсилювача з внутрішнім зворотним зв’язком. Для балансування схеми (настройки нуля і вигляду вихідної характеристики) використовуються обмотки зміщення, що живляться через регулювальний резистор Rрег.

image010

Рис. 2.3.10. Вплив зміщення на вигляд статичної характеристики реверсивного магнітного підсилювача

Струм навантаження в опорі Zн дорівнює різниці струмів двох однотактних підсилювачів МП1 і МП2: Іa = І1 — І2. Внутрішній зворотний зв’язок забезпечується в кожному з цих однотактних підсилювачів за рахунок постійної складової cтрумів І1 і І2, випрямлених за допомогою діодів. При цьому постійна складова протікає лише по робочих обмотках, а в навантаження надходить близький до синусоїдального струм Ін = І1-І2. За наявності струму керування Іу ¹ 0 певної полярності діюче значення струму І1 зростає, а І2 — зменшується (оскільки в даному випадку підмагнічування осердя МП1 зростає, а в МП2 — зменшується). При зміні полярності сигналу керування картина міняється: І1 зменшується, І2 збільшується. Фаза змінного струму в навантаженні при цьому змінюється на 1800.

Розглянемо вплив зміщення на вигляд статичної характеристики реверсивного магнітного підсилювача. На рис. 2.3.10 показана побудова статичної характеристики реверсивного магнітного підсилювача при різних значеннях зміщення. Побудова виконується графічним додаванням двох статичних характеристик однотактних магнітних підсилювачів МП1 і МП2, включених диференційно (назустріч один одному).

Характеристики на рис. 2.3.10, в відповідають відсутності зміщення. Значення струмів І1 і І2 на виході кожного з однотактних підсилювачів при Іу = 0 близькі до максимальних значень, що викликає додатковий нагрів підсилювача. Крім того, результуюча характеристика Ін = f(Іу) має дуже пологу початкову ділянку, тобто підсилювач буде нечутливим при малих сигналах керування. Щоб позбавитись цих недоліків необхідно застосовувати зміщення (початкове підмагнічування осердь). Напрямок струму зміщення вибирають таким, щоб зменшилися значення струмів І1 і І2 при Іу = 0. Характеристика І1 = f(Іy) при цьому зміщується праворуч, а характеристика І2 = f (Іy) — ліворуч.

Звичайно величину зміщення вибирають в залежності від призначення підсилювача, забезпечуючи його роботу в одному з двох режимів: режимі класу А або режимі класу В. Якщо початковий (при Іу=0) стан кожного з однотактних підсилювачів відповідає точці на середині лінійної (робочої) ділянки його характеристики (рис. 2.3.10, б), то вважається, що підсилювач працює в режимі класу А. Отже, в режимі класу А зміщення вибирається таким, щоб струми І1 і І2 при Іу=0 були рівні приблизно половині свого максимального значення. В цьому режимі досягається найбільший коефіцієнт підсилення.

В режимі класу В зміщення (початкове підмагнічування) збільшується таким чином, щоб струми І1 і І2 при Іу=0 мали мінімальне значення (рис. 2.3.10, в). В цьому режимі забезпечуються мінімальні втрати (а значить, і високий ККД) при малих сигналах керування. При короткочасній роботі підсилювача режим класу В дозволяє зменшити перетин проводу робочих обмоток.

Можна побудувати реверсивний магнітний підсилювач з внутрішнім зворотним зв’язком і за мостовою схемою, однак схема буде більш складною, ніж диференціальна, оскільки потрібна подвійна кількість випрямлячів.

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

Оставьте комментарий к статье