ання може виконувати функції датчика (струму, напруги), обчислювального елемента, підсилювача, фазорегулятора і т.п.
Підсилювачем потужності (або просто підсилювачем) називається пристрій, в якому потужність вихідного сигналу перевищує потужність вхідного. Ефект посилення по потужності досягається в підсилювачах за рахунок енергії деякого допоміжного джерела (рис. 7), тобто вхідний сигнал підсилювача хвх лише управляє передачею енергії від джерела на вихід підсилювача.
Залежно від характеру допоміжного джерела енергії підсилювачі можуть бути механічними, гідравлічними, пневматичними, електричними і т. д. У пристроях автоуправління ЕПС найбільшого поширення набули електричні підсилювачі з рухомими частинами (реле, контактори, електромашинні) і підсилювачі, що не мають рухомих частин (електронні, магнітні тощо.).
xвх Хвих
Рис 7
Серед основних характеристик будь-якого підсилювача необхідно виділити наступне: потужність, коефіцієнт посилення, інерційність. Коефіцієнт посилення по потужності завжди більше одиниці, а по її складовим (по струму і напрузі - для електричних підсилювачів) - будь-яким, в тому числі n менше одиниці. Інерційність підсилювачів визначається за їх динамічним характеристикам. Якщо постійна часу підсилювача, що характеризує його інерційність, принаймні, на два порядки менше найменшою з постійних часу інших ланок автоматичної системи, то його можна вважати безінерційним ланкою.
3.6.1 Електронні підсилювачі
До них відносяться: лампові, транзисторні та тиристорні. Лампові і транзисторні підсилювачі можуть працювати як в режимі лінійного перетворення сигналів (власне підсилювач), так і в ключовому (насичення); тиристорні підсилювачі працюють тільки в режимі електронного ключа.
Найбільш часто використовувана схема транзисторного підсилювача з загальним емітером наведена на рис. 8 а, а його вихідна характеристика Ik (Іб) - на рис. 8 б де Uп - напруга живлення; Uу - напруга управління; Uсм і Iсм -напруга і струм зміщення для надійного закриття транзистора. Як видно на рис. 8 б, залежність Ik (Iб) характеризує коефіцієнт посилення по струму
, (16)
а для лінійної частини характеристики можна вважати
. (17)
Рис. 8
Враховуючи, що прирощення емітерного струму,
. (18)
Коефіцієнт посилення по напрузі
, (19)
тобто навіть при=коефіцієнт посилення по напрузі значно більше одиниці.
Коефіцієнт посилення по потужності
б=Iу
. (20)
При розрахунку транзисторного підсилювача в проекті необхідно:
встановити, по якому параметру потрібне посилення (струму, напрузі, потужності з урахуванням характеру навантаження);
по параметрах навантаження в колекторної ланцюга підсилювача вибрати напруга живлення;
по максимальному струму навантаження вибрати тип транзистора, опір колекторної ланцюга розраховується за висловом
, (21)
Де і - опір навантаження і емітерний-колекторного переходу для обраного типу транзистора;
вибравши напруга управління (воно може бути і задано), по максимально базового струму (Iб м рис. 8 б) знайти
, (22)
де - додатковий опір в ланцюзі управління.
Для забезпечення плавного регулювання струму управління, резистор повинен бути регульованим, якщо напруга є стабільним є стабільним.
3.6.2 Магнітні підсилювачі (МУ)
Магнітний підсилювач являє собою статичну пристрій, дія якого заснована на використанні істотної нелінійності кривої намагнічування феромагнітного матеріалу.
Основною характеристикою МУ є залежність між струмами навантаження та управлінні, .яке відображає коефіцієнт посилення МУ по струму (рис.9). МУ являє собою котушку, включену в мережу змінного струму і розташовану на магнітопроводі, магнітний потік в якому може посилюватися або послаблюватися за рахунок подмагничивания котушкою постійного струму (управління). У відповідності з рівнянням рівноваги магніторушійних сил
, (23)
де Wн і Wу - число витків робочої котушки та управління;
Коефіцієнт посилення по струму
, (24)
Рис 9
Відповідно коефіцієнти підсилення:
по напрузі
, (25)
де Rн, Ry - опору кіл навантаження та управління;
по потужності
, (26)
Магнітний підсилювач в режимі фазорегулятора. Здатність МУ різко змінювати опір ланцюга навантаження при насиченні використовується в пристроях фазорегулірованія (бурти електровоза ВЛ80р). Для збільшення нахилу характеристики насичення МУ збирається за схемою з внутрішньої зворотним зв'язком (схема амплістата р...
