Методические указания по подготовке к выполнению и выполнению лабораторной работы Описание лабораторного стенда (стр. 10 из 20)

При дискретном увеличении модуля тока в обмотке управления

форма (средняя величина) напряжения на нагрузочном сопротивлении МУ2 будет изменяться, что отражено на диаграммах рабочего процесса в усилителе, представленных на рисунке 3.20. Следует отметить, что в трехфазном магнитном усилителе с самонасыщением стабильность магнитного состояния сердечников к началу рабочего полупериода питания секции его рабочей обмотки происходит за три цикла на периоде изменения напряжения источника питания. В однофазном магнитном усилителе с самонасыщением возврат магнитного состояния сердечника в расчетную точку обеспечивается полуволной напряжения питания, следующей за рабочей полуволной за счет трансформаторной связи рабочей обмотки и обмотки управления. В трехфазном магнитном усилителе эта операция (возврат магнитного состояния сердечника в расчетную точку) выполняется на интервале поступления на секцию рабочей обмотки трех импульсов напряжения. Эти импульсы напряжения формируются за счет трансформаторной связи обмотки управления с секциями рабочих обмоток на интервалах времени, соответствующих рабочему полупериоду питания смежной секции рабочей обмотки.

Особенности взаимодействия структурных блоков регулятора напряжения на магнитных усилителях представлены на рисунке 3.21.

Рисунок 3.21. Логика взаимодействия структурных блоков

регулятора напряжения на магнитных усилителях

Рассматриваемый регулятор напряжения относится к типу статических регуляторов, поэтому его настройка может быть произведена на любую режимную точку работы генератора. На рисунке 3.21 режимом настройки регулятора напряжения (режимом, в котором напряжение генератора равно напряжению настройки

) выбран режим холостого хода генератора. При величине напряжения на входе измерительного органа, равном напряжению настройки генератора , величина тока на выходе измерительного органа будет иметь наибольшее значение. С учетом пропорциональной зависимости между током на выходе измерительного органа и током в обмотке управления магнитного усилителя МУ1 можно утверждать, что в режиме холостого хода генератора МДС будет иметь наибольшее значение, а выходной ток МУ1 будет минимальным. При указанной на рисунке 3.20 схеме каскадного соединения магнитных усилителей МУ1 и МУ2 минимальный ток на выходе МУ1 (минимальная МДС обмотки управления магнитного усилителя МУ2) будет соответствовать максимальному значению тока на выходе магнитного усилителя МУ2 (максимальному току в обмотке возбуждения возбудителя). Для преодоления этого несоответствия в логике взаимодействия усилительного каскада в схему магнитного усилителя МУ2 введена обмотка смещения, МДС которой направлена встречно МДС обмотки управления . При наличии обмотки смещения, величина МДС, определяющая магнитное состояние каждого из сердечников магнитного усилителя, формируется как разность , что восстанавливает требуемую логику работы регулятора напряжения, при которой режиму холостого хода генератора должен соответствовать минимальный ток в обмотке возбуждения возбудителя.

Как видно из диаграмм напряжений, представленных на рисунке 3.20, в регуляторе напряжения на магнитных усилителях использован тот же, широтно-импульсный способ управления напряжением, который является главным отличительным признаком вибрационного регулятора. Различие в работе модуляторов ширины импульсов этих регуляторов заключается в процедуре формирования временного периода работы модулятора и форме напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения генератора. Если в вибрационном регуляторе временной период работы модулятора зависит и от нагрузки генератора, и от частоты вращения его вала, то временной период работы модулятора в регуляторе на магнитных усилителях определяется только частой вращения вала генератора. При использовании вибрационного регулятора амплитуда пульсации напряжения генератора определяется разностью напряжений срабатывания и отпускания электромагнитного реле регулятора. Влияние на форму напряжения генератора пульсаций тока возбуждения, связанных с использованием широтно-импульсного способа регулирования значительно меньше при использовании регулятора на магнитных усилителях. При использовании регулятора на магнитных усилителях, пульсации тока возбуждения в значительной мере демпфируются индуктивностью обмотки возбуждения.

Успехи, достигнутые в совершенствовании элементной базы силовой электроники, дают основание для широкого использования полупроводниковых электротехнических устройств на летательных аппаратах. В настоящее время интенсивно используются в самолетных устройствах автоматического управления и защиты, менее интенсивно используется полупроводниковая техника при разработке силовых устройств авиационного электрооборудования.

На рисунке 3.22 представлена схема серийного полупроводникового регулятора, предназначенного для использования в комплекте с мощными генераторами постоянного и переменного тока. Для примера, на схеме указан трехкаскадный, бесконтактный генератор переменного тока.

Как можно установить из функциональной схемы взаимодействия генератора с регулятором стабилизация напряжения генератора осуществляется посредством управления величиной тока, протекающего по обмотке возбуждения возбудителя. Источником питания обмотки возбуждения возбудителя является подвозбудитель, переменное, трехфазное напряжение которого приводится в соответствие с потребностью обмотки возбуждения возбудителя с помощью мостового выпрямителя В1. При замкнутом состоянии контактов контактора К (разрешение на срабатывание контактора дается от устройства защиты от снижения частоты) требуемая величина тока в обмотке возбуждения возбудителя может быть установлена подбором соответствующего режима работы силового транзистора

. При использовании транзисторов в регуляторах предпочтение отдается схемным решениям, в которых транзистор работает в режиме ключа. Этот режим работы транзистора менее подвержен влиянию помех и более стабилен при изменении температуры.

Текущий рабочий режим транзистора

определяется полярностью электрического сигнала на переходе эмиттер-база, который формируется в результате взаимодействием двух, встречно включенных, источников постоянного тока. Первым из названных источников является выпрямитель В3. Этот источник создает на базе транзистора запирающий сигнал . Вторым источником (источником открывающего транзистор напряжения) является трехфазный, однополупериодный выпрямитель с анодом в виде общей (нулевой) точки рабочей обмотки подвозбудителя и катодом, функцию которого выполняет нижняя группа диодов выпрямителя В1. При замкнутом состоянии контактов контактора К, этот источник создает на базе транзистора отпирающий сигнал . Электрический сигнал вскрывает транзистор (контур тока включает резистор и показан стрелками), что при соотношении напряжений > приведет к вскрытию и транзистора (контур базового тока включает резистор и показан стрелками). При вскрытом транзисторе к обмотке возбуждения возбудителя будет приложено полное, выходное напряжение выпрямителя В1 и, следовательно, ток, протекающий по этой обмотке, будет наибольшим. Отметим, что режим работы транзистора (режим насыщения или режим отсечки) зависит от режимного состояния транзистора . Следовательно, управляя режимом работы транзистора , можно изменять и режим работы транзистора .