Динамической нагрузкой

Переход от одной механической характеристики к другой происходит не при постоянной частоте вращения, а в соответствии с так называемой динамической характеристикой п(М), показанной на 9.30

5.3. Располагая динамической характеристикой 1/т = = /(Ят) (см. условие задачи 5.2), определить амплитуду, среднее значение и коэффициент формы напряжения, которое наводится в обмотке с числом витков по = 2, намотанной на сердечник сечением s = 0,27 мм2 с остаточной индукцией Вг = 23,5 сТ при действии прямоугольного импульса Ят= = 2,2 А/см в перемагничивающей обмотке.

Динамической характеристикой триода называют графически выраженную зависимость анодного тока /а от напряжения на управляющей сетке (Ус, снятую при наличии в цепи анода нагрузочного резистора Ru и неизменном значении Еа. Динамическую характеристику триода можно построить на семействе статических анодно-сеточных характеристик ( 1.12, а).

Особенно важно подчеркнуть, что термин «статическое давление» плохо отражает существо дела и поэтому не может быть признан удачным [40]. В самом деле, в состоянии покоя давление PC, поскольку из него исключено давление массовых сил, всегда равно нулю. Это означает, что давление рс есть результат движения, т. е. является динамической характеристикой струи. Это понятно и из других физических соображений. Поскольку сумма — ш2 + рс есть величина постоянная, то чем

Правда, при быстром изменении плотности тока нужно пользоваться динамической характеристикой, а не статической: при быстром увеличении плотности тока падение напряжения возрастает, а при уменьшении — уменьшается. Однако практика показывает, что несамостоятельные секции искрят очень редко, главным образом тогда, когда имеются механические причины искрения (подпрыгивание щеток). Поэтому можно считать, что щетки всех применяемых марок создают достаточно хорошие условия для демпфирования. Особые свойства щеточного контакта (наличие трех зон проводимости— см. § 4.3) приводят к тому, что время действительного контакта коллекторной пластины со щеткой значительно меньше теоретического времени коммутации. Так, например, при твердой электрографитированной щетке RE59 * действительное время контакта составляло от 40 до 50% от теоретического в зависимости от давления щеток, влажности воздуха и других факторов. При электрографитированной щетке RE4, которая мягче, чем RE59, — твердость которых, по Шору, соответственно 60 и 55 единиц, — время контакта составляло от 50 до 90% от теоретического. Все эти измерения проводились при тщательно притертых щетках. Если щетки плохо 'притерты, то время контакта может еще более сократиться. Наибольшее влияние на длительность контакта оказывает ток добавочных полюсов, определяющий характер коммутации. При замедленной коммутации контакт щетки с коллекторной пластиной оканчивался у края щетки, т. е. вся обегающая часть щетки участвовала в проведении тока. В то же время значительная часть набегающего края щетки не участвовала в проведении тока ( 4.25, а). Чем больше ток добавочных полюсов, тем раньше начинается коммутация ( 4.25, б). Однако в опытах со щетками RE59 не удалось повышением тока добавочных полюсов перенести коммутацию на переднюю часть щетки. При больших токах добавочных полюсов коммутация оканчивается уже перед концом короткого замыкания секции ( 4.25, в). При дальнейшем росте тока добавочных полюсов наступает перекоммутация (

Уравнение (16.26) получило название уравнения динамического режима для выходной цепи. На семействах выходных характеристик эти уравнения имеют вид прямых линий, проходящих через точки с координатами О, [/„ и Un/RK, 0. Эти линии часто называют динамической характеристикой, или нагрузочной прямой. Промежуточные положения точек на линии нагрузки характеризуют возможные напряжения и токи в соответствующих цепях транзистора при подаче сигнала (с учетом сопротивления нагрузки).

Поведение преобразователя при быстрых изменениях входной величины определяется динамической характеристикой, которая может быть представлена в различных видах. Часто рассматривают кривую переходного процесса, которая дает изменение выходной величины у с течением времени при внезапном приложении входной величины х = а:

Равенство (1-8) связывает время перемагничивания сердечника с величиной напряженности поля в сердечнике Н (t) и является основной динамической характеристикой сердечника с ППГ. Поскольку, как видно из (1-8), т зависит только от среднего значения напряженности поля за время перемагничивания Яср и не зависит от формы импульса Н (t), то характеристика 1/т = / (Я) снимается экспериментально при перемагничивании сердечника прямоугольными импульсами тока, т. е. при Н (t) = Ям = const, и представляется в виде 1/т = f (Я„):

Основной динамической характеристикой тензорезисторов является их собственная частота, значение которой для наклеенных тензорезисторов лежит в пределах 100... 300 кГц. Собственная частота тензорезистора определяет предельную частоту исследуемого процесса, при которой частотными погрешностями можно пренебречь. Для исследований переменных деформаций обычно выбирают тензорезистивный преобразователь, собственная частота которого хотя бы в 5.. .10 раз превышала частоту деформаций.

Построение по первому способу сводится к проведению так называемой нагрузочной прямой. Эта прямая будет являться выходной динамической характеристикой. Чтобы построить нагрузочную прямую необходимо знать положение хотя бы двух точек, принадлежащих этой прямой. Для вычислений координат этих точек в декартовой системе рассмотрим два крайних состояния транзистора. Первое состояние — транзистор полностью закрыт. Этому состоянию соответствует режим холостого хода, когда ток через транзистор теоретически не проходит, так как его сопротивление (см. 5.17) бесконечно большое: гтр=оо. На графике статических выходных характеристик, например для схемы включения транзистора с ОБ, эта точка будет иметь координаты точки В на 5.19: /к = 0; (Укб = ?'к-

Прямая А—с В системе координат «амперы — вольты» характеризует динамические свойства генератора и называется динамической характеристикой. Она определяет соотношение между током и напряжением при

Задача отыскания оптимального передаточного числа механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме, при трапецеидальной диаграмме скорости без фиксированной установившейся скорости, была рассмотрена В. Г. Созоновым [82]. Однако В. Г. Созонов рассмотрел привод с преобладающей динамической нагрузкой (Мс = 0; у буровых лебедок даже при подъеме незагруженного элеватора Мс = 0,4-=-0,5Мн) и в предположении, что на участке замедления электродвигатель работает в тормозном режиме (в буровом подъеме распространено торможение на выбеге, при отключенном электродвигателе). Поэтому использование результатов работы [82] при определении оптимального передаточного числа для высшей скорости многоскоростной буровой лебедки [85] приводит к значительному занижению оптимального передаточного числа (например, для установки «Уралмаш-бЭ» — в 1,6 раза).

Усилитель постоянного тока, состоящий из транзисторов Т3, Т5, собран по дифференциальной схеме. В него входит также транзистор Тц, являющийся динамической нагрузкой транзистора Т5. Для согласования параметрического стабилизатора с усилителем постоянного тока к его выходу подключен эмиттерныи повторитель, собранный на транзисторе 7\. Диод Д2 предназначен для температурной стабилизации параметрического стабилизатора.

Важно отметить, что отсутствие усиления по напряжению можно компенсировать за счет так называемых каскадов с динамической нагрузкой, получающих в последнее время широкое применение. Как видно из 9.9, б, функции резистора здесь выполняет высокоомный коллекторный переход транзистора противоположной проводимости. При постоянном смещении одного из транзисторов (/ g = const ) данный каскад обладает очень высоким коэффициентом усиления ^(до 10 000) и хорошей линейностью амплитудно-частотной характеристики.

занного на 4.21, а. Первый каскад этого усилителя был рассмотрен выше (см. 4.20, б) и поэтому дополнительных объяснений не требует. Второй каскад выполнен на составных транзисторах V6 и V7, включенных по схеме с ОЭ с динамической нагрузкой на транзисторе V8 и двухтактном эмиттерном повторителе на транзисторах V9, V10. Транзистор V6 работает в микротоковом режиме, включен по схеме с ОК., резко увеличивает входное сопротивление второго каскада и исключает шунтирование точки А. В качестве его эмиттерного сопротивления используется база-эмиттерный переход транзистора V7, 138

3.34. Дифференциальный усилитель с динамической нагрузкой с преобразованием двухфазного выхода в однофазный:

На входе усилителя включены каскоды, построенные на повторителях напряжения (Т± и Т$, работающих на повторители тока (Гз и Тц). Нагрузкой каскодных усилителей (наряду с резисторами R} и /?2) служат транзисторные структуры TS и Т& которые одновременно производят преобразование двухфазного сигнала в однофазный, поступающий на вход второго каскада. Этот каскад состоит из повторителя напряжения на Т\% и усилительного каскада на Т\$ с динамической нагрузкой на Tie-Третий каскад на TIQ с нагрузкой Тп и Дз раскачивает двухтактный выходной каскад на комплементарных транзисторах Т23 и Т24, работающих в режиме АВ. В ИМС предусмотрена внутренняя коррекция с помощью конденсатора С = 30 пФ, обеспечивающая устойчивую работу усилителя при глубокой связи.

Если в коллекторную цепь обычного усилительного каскада, реализованного по схеме с ОЭ, вместо резистор-ной нагрузки включить транзистор другого типа проводимости, работающий в нормальном активном режиме, то получится простейший каскад с динамической нагрузкой ( 4.40).

На схеме усилительного каскада с динамической нагрузкой ( 4.40) оба ГСТ выполнены по элементар-

4.40. Схема усилительного каскада с динамической нагрузкой

В обеих усилительных схемах специально сделано по два входных вывода, чтобы показать универсальность каскадов с динамическими нагрузками. Например, если на вход 1 усилительного каскада (см. 4.40) подавать напряжение сигнала, которое необходимо усилить, а на входе 2 задавать только постоянное напряжение смещения на базы транзистора VT2 с помощью резис-торного делителя А?з и R^ то транзистор VT1 будет выполнять функцию УЭ, а его неуправляемой динамической нагрузкой будет выходное сопротивление транзистора VT2. Иногда динамическая нагрузка может быть и управляемой.

В свою очередь, если на вход / ничего не подается, а источник сигнала подключен ко входу 2, то транзистор VT2 выполняет функции УЭ, а его динамической нагрузкой является выходное сопротивление транзистора VT1.