Управляемого источника

При этом способе регулирования напряжение может быть изменено, если якорь питается от отдельного управляемого генератора (система генератор—двигатель) или от управляемого выпрямителя, выполненного на базе полупроводниковых приборов. Подобные системы регулирования применяются в различных автоматических регуляторах подачи долота, а также в приводе ротора буровых установок БУ-3000 БЭ.

Изменяя напряжение С/я ( 17.16, а), получают линейные регулировочные характеристики с небольшой зоной нечувствительности, обусловленной сухим трением (+(7тр). Однако этот способ требует наличия управляемого генератора (УГ) или усилителя большой мощности. Изменение потока возбуждения ( 17.16, б) экономичнее. Из-за резко убывающей характеристики регулирования возникают большие трудности в некоторых практических случаях: двигатель нельзя плавно остановить, уменьшение тока возбуждения ниже определенного предела приводит к неустойчивой работе и возможности разноса двигателя.

ной на 5.12. Отличие заключается в том, что сигнал ЗС в полосе 30—15 000 Гц через усилитель 8 поступает на варикап 9 и изменяет частоту управляемого генератора 10. Чтобы эта модуляция не искажалась кольцом ФАПЧ, полоса пропускания ФНЧ 7 уменьшена до 10—15 Гц. Средняя частота генератора 10 формируется схемой ФАПЧ в соответствии с уравнением fon/k = (fn).3 — fOI,n)//V, откуда /мр.3 = jon (n -\- N/k). Коэффициенты деления k, N и умножения п подо-

Структурная схема системы ФАП приведена на 3.54. В процессе поиска сигнала по частоте автомат захвата A3 отключает цепь обратной связи. При этом генератор поиска ГП осуществляет медленное изменение частоты f.r управляемого генератора УГ. При обнаружении допплеровского сигнала с частотой Рл автомат захвата с помощью реле замыкает цепь обратной связи.

Перестройка частоты управляемого генератора осуществляется изменением индуктивности или емкости контура. Для этой цели применяют реактивную лампу или варикап. В качестве УГ можно использовать также блокинг-генератор или мультивибратор, управляемый напряжением.

же два основных метода — настройка по фазе и по амплитуде. На 25-5 показана структурная схема датчика с управляемым резонатором, работающим в режиме вынужденных колебаний, с автоматической настройкой по фазе. Резонатор питается от отдельного управляемого генератора, частота которого зависит от управляющего постоянного напряжения U (методы построения таких генераторов рассматриваются ниже, в §25-3). Фазовый сдвиг между входным и выходными сигналами резонатора измеряется фазометром, выходное напряжение которого равно нулю при нулевом фазовом сдвиге и резко возрастает при отклонении фазового сдвига

Выходное напряжение фазометра используется для управления частотой управляемого генератора.

Для настройки по амплитуде может быть использовано устройство, принцип действия которого иллюстрирует 25-6, а структурная схема показана на 25-7. На управляемый генератор в этом случае, кроме управляющего постоянного напряжения, подается модулирующее напряжение низкой частоты (значительно более низкой, чем частота управляемого генератора). Это напряже-

Особенность устройства, выполненного по схеме 25-7, состоит в тем, что его выходная частота непрерывно колеблется вокруг собственной частоты резонатора. Хотя эти колебания и малы, они могут быть причиной погрешности при цифровом измерении частоты. Поэтому в реальных устройствах стремятся заменить модуляцию частоты управляемого генератора (стрелка 1 на 25-7) модуляцией собственной частоты резонатора, например, добавляя к входной величине последнего небольшую переменную составляющую от генератора, как показано на 25-7 штриховой линией 2.

Для правильной работы обоих устройств автоматической настройки необходимо, чтобы частота управляемого генератора с самого начала находилась вблизи собственной частоты резонатора, иначе, как видно из 25-4 и 25-6, чувствительность этих устройств близка к нулю. Поэтому они могут применяться либо при небольшом диапазоне возможных изменений собственной частоты, либо при условии предварительного поиска резонанса вручную или специальным устройством поиска. Из-за этих особенностей режим вынужденных колебаний в современных приборах применяется редко и только в тех случаях, когда не удается использовать автоколебания или свободные колебания.

К стабильности частоты управляемого генератора в данном случае не предъявляется серьезных требований, поскольку он находится в прямой цепи системы регулирования (см. § 19-1), но для правильной работы сравнивающей цепи ОС необходимо, чтобы форма кривой напряжения была как можно ближе к синусоидальной. Поэтому лучше всего строить генератор на LC-контурах с большой добротностью, пользуясь методами, изложенными в § 25-3.

мент R\ с сопротивлением, численно равным «у—----'•-----:----Таким образом, ток i'a на R\ создает напряжение ul = a^i'3, численно равное управляющей величине источника iy\. Следовательно, теперь ток управляемого источника iy! может быть выбран пропорциональным напряжению и\. При этом коэффициент пропорциональности равен 1 и источник тока iyl оказывается линейным. Для компенсации напряжения, возникающего на R\, в цепь последовательно введен линейный управляемый источник напряжения ЫУ1 = —Ui.

Нелинейное сопротивление R2 численно равно ai=ipi(i'K)/(l + + PI(IVK))> напряжение на R2 u2=aii'K. Напряжение управляемого источника иу2==—и2, и этот источник оказывается также линейным.

Коэффициент передачи R=0z/0i здесь не может быть выражен коэффициентом передачи тока в обратном направлении /;//о, так как рассматриваемая схема не является обратимой (из-за наличия в ней управляемого источника). Условие .К=/п;/70 мо-

быть обеспечено в присоединенной схеме, показанной на 11.6, на которой в схему управляемого источника внесены определенные изменения. Действительно, представим коэффициент передачи К. в основной схеме в следующей форме: K=U2/U\ = = U2/i)(!/U')(Of/Ui). Здесь U2/I и U'/Oi — коэффициенты передачи для обратимых частей схемы. В присоединенной схеме они равны: u2/I=Un2l/oi U'/Ui = lni/in. Члену l\V'=a

Таким образом, если в присоединенной схеме изменить соответствующим образом построение управляемого источника, то коэффициенты влияния могут быть определены так же, как для схем, не содержащих управляемых источников, т. е. <М'вых/<Зр,=

На 11.7 показаны варианты схем управляемых источников (а) и их представление в присоединенной схеме (б), приведены формулы для расчета коэффициента влияния по параметру управляемого источника.

где A(s), B(s), C(s), D(s) — полиномы с вещественными коэффициентами, которые не являются функциями элемента схемы PI. Такое представление K(s) справедливо независимо от того, что понимается под pi: сопротивление, емкость, индуктивность, коэффициент усиления какого-либо усилителя или управляемого источника (если этот параметр является частотно-независимым). Из-за наличия билинейной зависимости существует связь между коэффициентами характеристического полинома и элементом pt:

тает в режиме, рассмотренном в § 1.4, когда на эмиттерном переходе действует прямое напряжение, а на коллекторном — обратное. Ток коллектора выражается зависимостью ,(1.4). На пологом участке выходных характеристик транзистор может характеризоваться как прибор со свойствами управляемого источника тока, т. е. источника тока /к., значение которого можно изменять путем изменения тока /Б.

В качестве последнего примера приведем полюсное представление трехфазного короткозамкнутого асинхронного двигателя, питающегося от управляемого источника переменной частоты ( 2-Э2,о).

напряжения, равного Z,i, где i — ток, обтекающий рассматриваемую ветвь». Ток факт, что Z2 может быть отрицательным, является свидетельством возможности создания отрицательного сопротивления 'с помощью управляемого источника напряжения.

Работу усилителя можно представить как работу управляемого источника напряжения и — 9%, причем коэффициент усиления