Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [ 105 ] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

передаточная функция активного корректирующего устройства в соответствии с выражением (20) будет

где Woe ip) - передаточная функция контура в цепи обратной связи.

Таким образом, передаточная функция активной корректирующей цепи приближенно равна обратной передаточной функции контура в цепи обратной связи.

Нетрудно убедиться, что, применяя апериодический контур, можно получить передаточную функцию вида (358) и пр. При практическом осуществлении активных корректирующих цепей необходима тщательная проверка устойчивости работы усилителей.

7. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ КОНТУРЫ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Часто, например, в случае использования сельсинов или магнитных усилителей встречаются системы, у которых при постоянном рассогласовании сигналом является напряжение переменного тока определенной (несущей) частоты.

Дифференцировать и интегрировать сигнал в подобных системах оказывается значительно труднее и это связано с применением сравнительно сложных схем, так как требуется произвести преобразования лишь модулирующей огибающей, а не всего напряжения. Огибающая выходного напряжения должна быть пропорциональна производной или интегралу изменения огибающей входного напряжения во времени.

Рассмотрим общий принцип построения подобных схем.

Предположим, что рассогласование меняется во времени по синусоидальному закону с частотой со, существенно меньшей несущей частоты 03. Тогда характер изменения мгновенных значений напряжения, действующего на входе корректирующего контура, определится выражением

Ue = А (f) sin (dot к sin oyt sin 03о/!, (367)

где A (t) = К sin oit - изменение огибающей во времени.

При этом обычно для достаточно точного воспроизведения формы сигнала необходимо выдержать соотношение

Приведенное выражение как произведение синусов может быть преобразовано к виду

откуда следует, что входное напряжение Uex и выходное напряжение Ue x можно прсдстзвить СОСТОЯЩИМ ИЗ двух составляющих Частота одной из них равна разности несущей частоты и частоты сигнала, частота другой - сумме этих частот (так называемые нижняя и верхняя боковые составляющие).

С другой стороны, Ueux МОЖНО рассмзтривать и как напряжение только одной несущей частоты озд. Амплитуда и фаза Ueux

будут отличаться от амплитуды и фазы Uex, следовательно, Ueux

можно разложить на две составляющие и по другому принципу.

a) 5)

Рис. 188. Дифференцирующий контур переменного тока:

а - схема контура; б - амплитудная (/) и фазовая (2) характеристики

Фаза ОДНОЙ из них совпадает с фазой входного напряжения, фаза другой сдвинута на л/ (прямая и квадратурная составляющие):

Ueux = Aiit) Sin ai + л2 (t) COS at. (369)

Можно показать, что если амплитудная характеристика контура - четная функция относительно несущей частоты, а фазовая характеристика - нечетная, то передаточная функция для прямой составляющей соответствует передаточной функции верхней боковой частоты.

В системах же на переменном токе обычно используется только одна прямая составляющая выходного напряжения. Это достигается включением на выходе корректирующей цепи фазочувствительного усилителя или другого фазочувствительного устройства (например, двухфазного двигателя после соответствующего усиления сигнала).

Контур (рис. 188, а) используется для дифференцирования в цепях переменного тока, так как при соответствующем соотношении параметров его амплитудная и фазовая характеристики имеют вид, показанный на рис. 188, б. Для несущей частоты контур представляет собой очень большое сопротивление. Это значит, что при постоянном по величине рассогласовании выходное напряжение контура равно нулю. При меняющемся во времени рассогласовании на входе действуют частоты, отличные от несущей. Верхняя боковая частота дает составляющую выходного напря-

жения (кривые справа на рис. 188, б), которая в начальной области с ростом частоты увеличивается по амплитуде и дает опережение по фазе, что можно рассматривать как приближенное дифференцирование. Эта зависимость реализуется с помощью фазочувствительных устройств.

Эта схема, как и схема на постоянном токе, выполняет задачу дифференцирования лишь приближенно, причем выходной сигнал получается ослабленным и требует усиления. В ней уже возможно применение более простых и стабильных апериодических низкочастотных усилителей переменного тока, что является большим преимуществом корректирующих контуров переменного тока. Однако точность работы контура очень сильно зависит от стабильности параметров контура и стабильности несущей частоты.

Поэтому часто прибегают к выпрямлению переменного тока, корректированию на постоянном токе и последующему инвертированию.

8. ФОРСИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Все дифференцирующие устройства, рассмотренные в п. 3-8 настоящей главы, характеризуются наличием емкости, запасающей энергию, и сопротивления, ограничивающего скорость заряда.

Однако существует и другая группа дифференцирующих элементов, основанная на несколько ином принципе. Этот принцип фактически сводится к вычитанию или сложению сигналов двух апериодических звеньев с разными постоянными времени, на вход которых подается один и тот же сигнал, предназначенный для дифференцирования.

Подобные корректирующие элементы в принципе осуществляют операцию дифференцирования с еще большими погрешностями, чем ранее рассмотренные дифференцирующие элементы. Поэтому корректирующие устройства такого вида будем называть форсирующими элементами, подчеркивая тем самым их узкое назначение - введение форсирующей составляющей, а также их малую пригодность для целей дифференцирования. Форсирующими могут быть сделаны как датчики, так и усилители.

Например, при регулировании температуры или влажности воздуха кабин летательных аппаратов часто оказывается необходимым введение форсирующей составляющей в сигнал регулятора.

Для этой цели можно применить форсирующий датчик влажности, схема которого показана на рис. 189. В схеме используются влагочувствительные резисторы, меняющие величину сопротивления с изменением влажности окружающего воздуха.

Чвых

Рис. 189. Схема форсирующего датчика влажности