Методические указания по подготовке к выполнению и выполнению лабораторной работы Описание лабораторного стенда (стр. 19 из 20)

При расчете зависимости

исходной экспериментальной величиной является напряжение на выходе модулятора ширины импульсов (напряжение на базовой цепи составного транзистора). Структура этого напряжения представлена на диаграммах рисунка 331. На всех диаграммах нулевой потенциал напряжений соответствует оси абсцисс, а положительное напряжение – открытому состоянию составного транзистора.

Рисунок 3.31. Выходное напряжение модулятора ширины импульсов

На рабочую обмотку магнитного усилителя, состоящую из двух одинаковых секций подается переменное напряжение (

) синусоидальной формы и пропорциональное величине линейного напряжения генератора. Предпочтение, отданное линейному напряжению, объясняется тем, что оно менее его форма менее подвержена искажению по сравнению с формой фазного напряжения (лабораторная работа1).

Относительно нагрузки магнитного усилителя (базового перехода составного транзистора) силовая часть магнитного усилителя с самонасыщением повторяет структуру двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Отличие схемы магнитного усилителя с самонасыщением от выпрямителя состоит в том, что в схеме магнитного усилителя последовательно с каждым из диодов включено регулируемое индуктивное сопротивление. Если величина каждого из указанных индуктивных сопротивлений равна нулю (режим работы магнитного усилителя с нулевой величиной тока в обмотке управления), то форма напряжения на сопротивлении базового перехода составного транзистора будет идентичной форме напряжения (

) двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Проводящее направление каждого из диодов и тип составного транзистора показывают, что это пульсирующее напряжение будет запирающим для транзистора.

Отпирающим напряжением для составного транзистора является напряжение смещения

, величина которого при известном напряжении питания полупроводникового усилителя подбирается с помощью делителя, состоящего из резистора и сопротивления базового перехода составного транзистора.

Алгебраическая сумма напряжения смещения (

) и выходного напряжения магнитного усилителя ( ) определяет форму выходного напряжения ( ) модулятора ширины импульсов (форму напряжения на сопротивлении базового перехода составного транзистора). Если, как это было сделано при экспериментальных исследованиях, определить величину напряжения и с помощью вольтметра постоянного тока установить величину напряжения , то взаимосвязь между этими напряжениями должна соответствовать соотношению

. (3.34) Это соотношение используется для определения амплитуды напряжения питания рабочей обмотки магнитного усилителя.

Из трех диаграмм напряжений, соответствующих разным значениям тока в обмотке управления магнитного усилителя, можно установить, что при выбранном способе формирования управляющего напряжения на базе составного транзистора в регуляторе будет существовать зона нечувствительности. Если для задания момента насыщения каждого из ферромагнитных сердечников магнитного усилителя использовать угол

( ), то на интервале изменения угла , на котором выполняется неравенство , изменение тока в обмотке управления ( ) не будет оказывать влияния на режимное состояние составного транзистора. Регулятор может выполнять свои функции только в интервале изменения тока управления , который соответствует интервалу изменения угла , равному

. (3.35)

Для определения значений угла

, соответствующих рабочему участку выходной характеристики магнитного усилителя можно воспользоваться очевидным уравнением

. (3.36) Из уравнения (3.36) получим формулу для расчета угла насыщения сердечников магнитного усилителя в виде

. (3.37)

На диаграммах рисунка 3.31 штриховкой показаны вольт-секундные площади, которые соответствуют граничным и одной из промежуточных точек рабочего диапазона изменения тока в обмотке управления магнитного усилителя.

Обработка результатов исследований по п. Э3.4 задания.

По экспериментальным данным таблицы Э3.4 строится график зависимости напряжения, приложенного к обмотке управления генератора, от тока в обмотке управления магнитного усилителя. Рядом с указанным графиком следует расположить график, показывающий взаимосвязь среднего напряжения, приложенного к обмотке управления генератора и угла насыщения сердечников магнитного усилителя. График

необходим для сопоставления расчетных и экспериментальных данных по виду и точности закона изменения среднего напряжения на обмотке подмагничивания спинки якоря. Особенности формирования напряжения на обмотке управления генератора при принятой в регуляторе напряжения структуре модулятора ширины импульсов, представлены на рисунке 3.32 в виде временных диаграмм напряжений.

Рисунок 3.32. Напряжение на обмотке управления генератора

(на обмотке подмагничивания спинки якоря)

Из диаграмм напряжений можно установить, что изменение среднего напряжения, приложенного к обмотке управления генератора, имеет характерные особенности, связанные с принятой структурой модулятора ширины импульсов. Следует обратить внимание, что в интервалах изменения угла насыщения

и напряжение, приложенное к базовому переходу составного транзистора, изменяется по линейному закону. Поэтому форму напряжения, приложенного к обмотке управления генератора (импульсы с крутыми фронтами), можно принять с некоторыми оговорками. При построении диаграмм напряжений, представленных на рисунке 3.32, условно принято, что режимы насыщения и отсечки составного транзистора сменяют друг друга мгновенно и одновременно с изменением знака напряжения на его базовом переходе. При таком допущении величина среднего напряжения на обмотке управления генератора определяется как

. (3.38)

Обработка результатов исследований по п. Э3.5 задания.

По экспериментальным данным таблицы Э3.5 необходимо построить графики внешней характеристики генератора

и его регулировочной характеристики , полученные в замкнутой системе регулирования. В координатную сетку каждого из указанных графиков вносятся соответственно естественная внешняя характеристика генератора и его регулировочная характеристики, полученные по экспериментальным данным лабораторной работы 1.

Экспериментальные данные по току в обмотке управления магнитного усилителя (граничные значения) выносятся на график выходной характеристики измерительного органа с целью определения протяженности ее рабочего участка.

Документ, выносимый на защиту лабораторной работы

Документ, выносимый бригадой студентов на защиту, оформляется в виде отчета по лабораторной работе. Отчет оформляется в единственном экземпляре и состоит из четырех частей.

Титульного листа. На титульном листе указываются название кафедры и лаборатории, название лабораторной работы, фамилии, инициалы и учебная группа студентов бригады.

Схемы лабораторного стенда. Схема лабораторного стенда берется из описания лабораторной работы.

Таблиц с экспериментальными данными. Форма таблиц приводится в описании лабораторной работы. При подготовке отчета для каждой из таблиц указывается название экспериментального исследования (название берется из раздела «Рабочее задание») и дается схема эксперимента. В схеме эксперимента для обозначения силовых агрегатов, регулирующей аппаратуры и измерительных приборов целесообразно использовать символику, аналогичную символике оборудования в схеме лабораторного стенда.