Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Підсилювачі.






Тема: Стабілізатори напруги, фазочутливі випрямлячі та підсилювачі.

План

Стабілізатори напруги.

Фазочутливі випрямлячі.

Підсилювачі.

1. У промисловій мережі напруга не постійно протягом доби: в залежності від споживання енергії промисловими підприємствами, електричним транспортом і витрати в наших квартирах напруга в мережі то зростає, то убуває. Отже, при живленні апаратури від цієї мережі буде змінюватися напруга і на обмотках трансформатора, а значить, і на виходах випрямляча і фільтра. Якщо коливання напруги мережі становлять ± 10%, то в таких же межах змінюється і величина випрямленої напруги. При зміні живлячої напруги порушується режим роботи електронних приладів (транзисторів, електронних ламп), що призводить до погіршення параметрів всього пристрою.

Стабілізатори напруги - пристрої, що забезпечують сталість вихідної напруги електричного струму при коливаннях вхідної напруги або при зміні параметрів навантаження. Зазвичай стабілізатори стійко працюють при коливаннях вхідної напруги в межах не більше ± 20%

Дія стабілізаторів напруги засноване на використанні нелінійності кривої намагнічування феромагнітних матеріалів або нелінійності вольт-амперних характеристик електронно-іонних і напівпровідникових приладів.

У параметричних стабілізаторах напруги використовується прилад з різко нелінійної залежністю струму від напруги - стабілітрон. Схема включення стабілітрона вибирається так, щоб при коливаннях вхідної напруги вихідна напруга практично не змінювалося. Схема параметричного стабілізатора напруги на газорозрядному стабілітроні наведена на рис.1.

Рисунок 1 - Схема параметричного стабілізатора напруги на газорозрядному стабілітроні

Схема працює таким чином. Нехай, наприклад, змінюється вхідна напруга. Якщо вхідна напруга збільшується, то має збільшитися і напруга на навантажувальному резисторі. Але стабілітрон працює в такому режимі, що незначне підвищення напруги на ньому викликає різке зростання струму стабілітрона. При цьому збільшується струм і падіння напруги на баластному резисторі. В результаті падіння напруги на навантаженні залишається практично незмінним.

Газорозрядні стабілітрони широко застосовуються в апаратурі на електронних лампах. Однак вони не можуть бути виготовлені на напругу нижче 75 в, непрацездатні при струмах навантаження більше 50 мА, - мають відносно низький коефіцієнт стабілізації (8 ÷ 20) і недостатню стабільність у часі.

Розглянемо пристрій феромагнітного стабілізатора напруги.

Рисунок 2 – Схема феромагнітного стабілізатора напруги.

Стабілізатор (рис.2) складається з двох трансформаторів 1 і 2 з феромагнітними сердечниками. Первинні обмотки трансформаторів з'єднані послідовно і отримують живлення напругою мережі U1. Вторинні обмотки з'єднані послідовно і зустрічно. У діапазоні змін вхідної напруги U1 параметри трансформаторів забезпечують насичення сердечника трансформатора 1, а сердечник трансформатора 2 при цьому залишається ненасиченим.

Так як вторинні обмотки трансформаторів з'єднані зустрічно, то вихідна напруга U2 дорівнює різниці напруг і .У зв'язку з паралельністю робочих ділянок кривих при їх зміні вихідна напруга буде постійним.

 

2. Електронний пристрій, призначений для перетворення сигналу змінного струму в напругу постійного струму, полярність якого залежить від фази,

а значення від амплітуди сигналу змінного струму, називається фазочутливим випрямлячем (ФЧВ).

Фазочутливі випрямлячі поділяються на пасивні та активні. У пасивних ФЧВ відбувається тільки перетворення сигналу змінного струму в постійний; в активних крім перетворення відбувається також посилення постійної напруги. Пасивні ФЧВ виконуються на пасивних елементах - діодах, активні - на транзисторах.

Рисунок 3 – Схема активного однонапівперіодного ФЧВ.

Трансформатор Тр1 призначений для узгодження напруги сигналу (вхідної напруги Uc) змінного струму з вхідний ланцюгом ФЧВ, трансформатор Тр2 - для подачі в схему ФЧВ опорної змінної напруги Uоп (напруги живлення). Напруга сигналу і опорна подаються від загальної мережі і мають однакову частоту. При цьому обмотки трансформаторів Тр1 і Тр2 включені таким чином, що фаза опорної напруги для одного з транзисторів зрушена по відношенню до фази напруги сигналу того ж транзистора на кут ф = 0 °, а для другого - на кут ф = 180 °.

При проходженні позитивних напівхвиль сигналу і опорної напруги транзистор Т1 відкритий і в вихідний ланцюга його протікає струм . У вихідному ланцюгу цього транзистора протікає струм . Транзистор Т2 в цей час закритий позитивною напругою, прикладеним до його базі, і у вихідному ланцюзі його протікає початковий колекторний (нульовий) струм.

При зміні фази вхідної напруги на 180 ° в один з напівперіодів буде працювати транзистор Т2, а транзистор Т1 буде весь час закритий. При цьому полярність вихідної напруги зміниться на зворотну. При відсутності вхідного напруги обидва транзистора будуть закриті і в їх колекторних ланцюгах будуть протікати початкові струми однакового значення, спрямовані зустрічно. В результаті вихідна напруга буде дорівнює нулю.

Практично початкові струми транзисторів неоднакові, так як транзистори мають розкид параметрів, і на виході буде незначна залишкова напруга. Для того щоб звести залишкову напругу до мінімуму або навіть до нуля, в емітерний ланцюг транзистора підключають потенціометр, середню точку якого з'єднують з вторинною обмоткою трансформатора ТР2. Встановивши движок потенціометра у відповідне положення, можна вихідна напруга ФЧВ звести практично до нуля.

 

3. Підсилювачем називається пристрій, в якому малі зміни величини на вході перетворюються за рахунок додатково енергії, що підводиться в значно більші зміни тієї ж (іноді інший) величини на виході.

Залежно від виду використовуваної зовнішньої енергії підсилювачі бувають електричні, пневматичні і гідравлічні.

Основний параметр підсилювача - коефіцієнт посилення, рівний відношенню зміни вихідної величини до зміни вхідної величини підсилювача.

Пневматичні і гідравлічні підсилювачі часто бувають органічно пов'язані з відповідними виконавчими механізмами.

Основними видами електричних підсилювачів є електронні, електромагнітні (магнітні) і електромеханічні.

Електронні підсилювачі засновані на застосуванні електронних ламп, іонних і напівпровідникових приладів.

Посилення вхідного сигналу проводиться в одну або кілька послідовних ступенів або каскадів.

Електронні підсилювачі широко використовуються в схемах електронних регуляторів і інших засобів автоматики.

Зазвичай потрібні великі коефіцієнти підсилення, для отримання яких необхідно послідовне включення декількох каскадів.

Підсилювачі на напівпровідниках мають значні переваги перед ламповими в частині надійності, компактності та економічності завдяки малому споживанню електроенергії. Підсилювачі на електронних лампах в даний час застосовують рідко.

Магнітний підсилювач являє собою електромагнітний пристрій, що складається з феромагнітних сердечників і обмоток. Магнітні підсилювачі не мають рухомих частин, забезпечують високі коефіцієнти підсилення, прості і надійні по влаштуванню. Разом з тим вони володіють значною інерційністю у зв'язку з індуктивністю обмоток управління і зазвичай мають велику масу.

Принцип дії магнітних підсилювачів заснований на властивості дроселя насичення змінювати свою індуктивність під впливом підмагнічування постійним струмом. При пропущенні через обмотку 1 постійного струму величина магнітної проникності сердечника на змінному струмі в обмотці 2 зменшується і призводить до зниження її індуктивного опору змінному струму. Зменшення опору обмотки 2 забезпечує збільшення змінного струму в навантаженні при тому ж напрузі джерела. Отже, постійний струм підмагнічування може керувати змінним струмом навантаження.

До електромеханічний підсилювач відносяться електромагнітні підсилювачі (ЕМУ) і електромагнітні реле.

ЕМУ - спеціальні генератори постійного струму, що володіють високим коефіцієнтом посилення по потужності. Вхідний величиною підсилювача є потужність, витрачається в обмотці збудження, вихідний - потужність, що знімається з затискачів якоря. Кр може досягати значення 104. В даний час у зв'язку з появою потужних напівпровідникових приладів ЕМУ застосовують рідко.

Найпростішим підсилювачем є електромагнітне реле. Слабкий струм управління, що забезпечує спрацьовування реле, дозволяє включати потужні струми. Однак як підсилювач реле може працювати тільки в режимі «включено - виключено».

Пневматичні підсилювачі служать найважливішим елементом пневматичних систем автоматизації. Основні частини пневматичних підсилювачів - сопло і рухома заслінка. Невеликі зусилля, що діють на заслінку перед соплом, дозволяють отримувати значні, пропорційні за величиною, тиску в пневмосистемі.

Контрольні питання:

1. Що таке перетворювач?

2. Які сигнали може перетворювати перетворювач?

3. Вказати види перетворювачів?

4. Обґрунтувати принцип дії ємнісних перетворювачів.

5. Обґрунтувати принцип дії тензометричних перетворювачів.

6. Обґрунтувати принцип дії сельсин.

7. Обґрунтувати принцип дії тахогенераторів.

8. Що таке перемикачі?

9. Що таке розподільники?

 

Рекомендована література

[с.166-174 (4)] Гинзбург, С.А Основы автоматики и телемеханики [Текст]: учеб. / С.А. Гинзбург, И.Я. Лехтман, В.С. Малов, под общей редакцией С.А. Гинзбург. – М.: Энергия, 1968, - 512с.

 

Стабілізатори напруги.

 

 

 

Фазочутливі випрямлячі

 

Підсилювачі

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.