ного асинхронного двигателя И, перемещающего регулирующий опган. Одновременно с этим поляризованное реле 7 подает импульс к устройству внутренней связи 12, которое выполнено в виде двухзвенной цепочки, состоящей из емкостей Ci и Сг и сопротивлений Ri и R2.

Эта цепочка подключена к сетке правого триода Л\. Благодаря этому напряжение, снимаемое с сопротивления 13, пропорционально разности основного сигнала и сигнала внутренней

Регулипуюший /

Рис. 1.4. Электронный регулятор В ГЦ.

СВЯЗИ. Если бы в двухзвенной цепочке отсутствовали сопротивление R2 и емкость Сг, то такая схема соответствовала бы обычной упругой внутренней связи. Наличие дополнительного инерционного звена тормозит, замедляет в начальные моменты времени действие внутренней связи, что при определенных условиях приводит к улучшению динамических свойств процесса. Наличие внутренней связи при определенной настройке приводит к тому, что эта релейная система работает в режиме частотно-Широтной модуляции. На этом принципе построены и многие Другие регуляторы с частотно-широтной модуляцией как на контактных, так и на бесконтактных элементах*).

*) Описание подобных регуляторов на бесконтактных магнитных элементах приводится М. А. Б о я р ч е н к о в ы м, Ф. И. К е р б н и к о в ы м, К- Р а е в ы м, М. А. Р о з е н б л а т ом [1].

Системы автоматического регулирования напряжения. Схема простейшего регулятора напряжения, называемого вибрационным, приведена на рис. 1.5, а. Напряжение генератора / подается на электромагнитное реле 2, контакты которого 3 замыкают или размыкают сопротивление 4, включенное в цепь возбуждения. Благодаря этому изменяются ток возбуждения и, следовательно, напряжение генератора.

Рабочий режим вибрационного регулятора напряжения колебательный. Действительно, замыкание контактов приводит к возрастанию тока возбуждения и, следовательно, напряжения генератора; возрастание же напряжения вызывает притягивание якоря реле и одновременное размыкание контактов 3, благодаря чему ток возбуждения и, следовательно, напряжение генератора падают. Пружина, оттягивая якорь реле, вновь замыкает контакты 3. Далее процесс размыкания и замыкания контактов повторяется.

Для увеличения частоты колебаний на обмотку реле подается разность напряжения генератора и падения напряжения, снимаемого с ускоряющего сопротивления R, как это показано на рис. 1.5,6.

В рассмотренном вибрационном регуляторе релейный элемент представляет собой контакты реле, изменяющие мгновенно проводимость цепи возбуждения.

В схеме регулятора напряжения генератора /, изображенной на рис. 1.6, измерительное устройство выполнено в виде соленоида 2 с якорем 3. При отклонении напряжения от заданного значения, устанавливаемого предварительным натягом пружины 7, якорь 3, смещаясь, замыкает тот или иной контакт 5-5, управляя направлением вращения реверсивного двигателя 6, который перемещает движок реостата 4 в цепи возбуждения генератора.

Этот регулятор напряжения, в отличие от рассмотренного выше, может работать и не в колебательном режиме. При равенстве напряжения заданному значению якорь 3 не замыкает контактов.

На рис. 1.7 приведена схема электронного вибрационного регулятора*). В нем релейный элемент представляет собой одно-полупериодный электронный усилитель JIi с положительной обратной связью. На вход этого усилителя подается напряжение, пропорциональное разности эталонного напряжения 2 и измеряемого напряжения 3 генератора 1. Выходное напряжение усилителя управляет зажиганием тиратрона Л2. К тиратрону подсоединен, как показано на рис. 1.7, газотрон Лз, причем сопро- тивление в его анодной цепи подобрано так, чтобы при угле

*) См. Л. В. К а р н ю ш и н, П. К. Куликовский (!]

ч 3r

Рис. 1.5. Простейший вибрационный регулятор напряжения: й) -без ускоряющего сопротивления, 6) -с ускоряющим сопротивлением.

Рис. 1.6. Регулятор напряжения с исполнительным реверсивным двигателем.

Рис. 1.7. Электронный вибрационный регулятор напряжения,

зажигания тиратрона, равном 90°, среднее значение выходного Тока равнялось бы нулю.

Тиратрон питает обмотку возбуждения подвозбудителя 4, включенного последовательно с шунтовой обмоткой возбудителя 5. Эквивалентное сопротивление шунтовой обмотки возбудителя выбирается равным критическому при помощи изменения положения движка потенциометра в диагонали мостика 6. Возбудитель питает обмотку возбуждения генератора, изменяя в конечном итоге напряжение в нагрузке.

Для стабилизации системы применена упругая внутренняя связь в виде трансформатора, подающего на вход усилителя дополнительный сигнал.

Релейное действие усилителя обеспечивается соответствующей настройкой положительной обратной связи, при которой усилитель обладает наиболее крутой характеристикой. Благодаря большой крутизне зажигание или погасание тиратрона осуществляется при изменении знака входного сигнала усилителя вне зависимости от величины этого сигнала.

Системы автоматической подстройки частоты. Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) широко применяется в связных и локационных радиотехнических устройствах. Одна из схем

Рис. 1.8. Система автоматической подстройки частоты.

АПЧ приведена на рис. 1.8. Задачей системы АПЧ является устранение отклонения частоты А/ стабилизируемого генератора, от номинальной. Номинальное значение частоты fo определяется частотой эталонного генератора /э. Напряжение частот стабилизируемого и эталонного генераторов / и fa подается на управ-

ляюшую и экранную сетки смесительной лампы Л]. Анодный ток этой лампы пропорционален разности этих частот f - fa.

Если частота стабилизируемого генератора f равна заданной fo, то разность fo - fa равна резонансной частоте /р контура / дискриминатора*). Контур 2 также настроен на частоту fv

К анодам ламп Л2 и Лз подводится напряжение, равное

сумме напряжения щ на контуре / и половине напряжения U2, падающего на- контуре 2. При этом напряжение щ попадает на аноды в одной и той же фазе, а напряжение U2/2 - в противоположных фазах. При резонансной частоте f = fo напряжения U2/2 будут сдвинуты по фазе на 90° относительно щ и суммарные напряжения на анодах Л2 и Лз будут равны по амплитуде. Следовательно, если сопротивления нагрузки 3-3 будут одинаковы, то падения выпрямленного напряжения на них будут равны друг другу. Так как эти напряжения противоположны по знаку, то выпрямленное напряжение, снимаемое с нагрузки дискриминатора, будет равно нулю. Если же частота f отличается от резонансной, то сдвиг фаз между ui и U2/2 станет отличным от 90°. В этом случае суммарные напряжения на анодах Л2 и Лз не будут равны друг другу. Следовательно, и выпрямленные напряжения на нагрузках также будут отличаться. Напряжение, снимаемое с нагрузки дискриминатора, равное разности этих напряжений, будет пропорционально отклонению частоты f от номинальной fo. Это напряжение подается на сетку управляющей лампы Л4. В анодную цепь лампы Л4 включены последовательно соединенные обмотки 4 к 4 реле, управляющие двигателем 5, который, вращая конденсатор € контура 7 стабилизируемого генератора, изменяет его частоту.

Токи срабатывания / и i реле 4 и 4 различны. Рабочая точка на анодной характеристике Л4 (рис. 1.9) выбирается так, чтобы при щ = О напряжение на сетке ее было равно Ио и анодный ток io, соответствующий Ио, Удовлетворял неравенству /> k > i . В этом случае на двигатель будет подано постоянное по величине напряжение одного знака, когда оба реле сработали, и противоположного знака, огда оба реле не сработали.

Если же сработало лишь одно реле, то двигатель будет от-ючен от источника питания.

Рис. 1.9. Выбор рабочей точки на анодной характеристике лампы Лг-

*) Обычно - ЭТО промежуточная частота.

Таким образом, при > и' - о > О двигатель вращается в одном направлении, при из < и - wo < О он вращается в противоположном направлении и, наконец, при ы' - Ыо > з > ~ - Ыо двигатель неподвижен. Обычно настройка осуществляется

так, что Uo = -iu + и ). Следовательно, если участок характеристики линеен, то 4 =(i+ ) Величины и'- Uq и и - Uq определяют собой зону нечувствительности системы.

Рис. 110. Система автоматической подстройки частоты с магнитными муфтами.

Система АПЧ, приведенная на рис. 1.10, отличается от рассмотренной выше тем, что вместо управляющей лампы здесь применяется усилитель постоянного тока (лампы Л\, Лг, Л2) с вибропреобразователями 4-4; вместо реверсивного двигателя применен нереверсивный двигатель 5 с магнитными муфтами 6 и 6. Кроме того, эта система АПЧ содер-, jt, жит стабилизирующую цепь 3.

I <----.-i \ При изменении знака напряжения

S\ ;-S / т дискриминатора обмотки 7-7 магнитных муфт 6-6 переключаются, что приводит к изменению направления вращения выходной оси, производящей настройку контура 8 стабилизируемого генератора.

Системы автоматического регулирования числа оборотов. Простейшим регулятором числа оборотов электрического двигателя является вибрационный регулятор (рис. .11). При уменьшении числа оборотов контакт / замыкает сопротивление 2 в цепи якоря, а при увеличении числа оборотов контакт размыкается, вводя это сопротивление. Благодаря этому число

Рис. 1.11. Центробежный вибрационный регулятор числа оборотов.

оборотив двигателя 5 будет испытывать колебания в некоторых пределах, которые и определяют точность регулирования. Настройка регулятора осуществляется натягом пружины при помощи винта 4.

По принципу работы этот регулятор подобен рассмотренному ранее простейшему вибрационному регулятору напряжения. Заметим, что схемы регуляторов напряжения, которые мы рассмотрели, и им подобные могут быть применены и для регулирования числа оборотов мощных двигателей. В этом случае двигатель питается от генератора, а на вход релейного элемента подается разность напряжений тахогенератора, связанного с валом двигателя, и эталонного напряжения.

Рис. 1.12. Вибрационный регулятор числа оборотов.

Одна из таких схем приведена на рис. 1.12. Число оборотов двигателя / измеряется тахогенератором переменного тока 2, напряжение которого подается на основную обмотку реле .5. Напряжение, при котором срабатывает это реле, определяется предварительным натягом пружины 4. При понижении (повышении) числа оборотов двигателя контакты 5 замыкают (размыкают) сопротивление 6 в цепи возбуждения генератора 7, питающего двигатель.

Для повышения частоты колебаний и уменьшения их амплитуды применяется вспомогательная обмотка 8, включенная на Напряжение генератора. Эта обмотка при нарастании напряжения генератора воздействует на подвижную систему контактов Так, что они размыкаются до того, как начнет действовать основная обмотка. Эта вспомогательная обмотка играет, таким образом, роль внутренней связи. . . .

Задкние числа оборотов двигателя осуществляется изменением индуктивного сопротивления 9 в цепи тахогенератора. Одновременно с этим для сохранения пределов регулирования регулятора изменяется сопротивление 10 в цепи возбуждения двигателя.

На рис. 1.13 приведена схема электрогидравлического регулятора винта изменяемого шага (ВИШ), предназначенная для поддержания постоянства числа оборотов авиационного двигателя путем поворота лопасти винта*). Центробежный тахометр / измеряет число оборотов авиадвигателя. С муфтой

Ю

Рис. 1.13. Электрогнд->авлический рггулптор винга измгняемого шага.

тахометра, как показано на рис. 1.13, связан поршень золотника 2, который управляет поступлением масла в сервомотор 5. Поршень сервомотора несет на себе контакт 4, находящийся между двумя контактами 5 и 5. Если число оборотов авиадвигателя равно заданной величине, устанавливаемой задатчиком 10, то контакт 4 будет находиться между контактами 5 и 5. При отклонении числа оборотов от заданного давление на поршень изменится, и средний контакт 4 замкнется с контактом 5 (при увеличении числа оборотов) или 5 (при уменьшении числа оборотов).

Замыкание контактов заставляет сработать дифференциальное реле 6-6, включающее ту или иную обмотку электродвигателя 7, который перемещает лопасти винта 8 на соответствующий угол. При отклонении числа оборотов от заданного значения на обмотки двигателя подается постоянное напряжение того или иного знака независимо от величины отклонения числа оборотов, если только реле замыкает контакты.

Пропорционального управления скоростью электродвигателя в зависимости от величины отклонения числа оборотов можно достигнуть, если придать контактам 5 и 5 колебательное движение, связав их, например, с кулачком 9, приводимым во вращение от вала центробежного тахометра,

*) См. В. А. Боднер [1].

Благодаря этим колебаниям время включения электродвига-,j,gjjfl в некотором интервале становится примерно пропорциональным отклонению числа оборотов двигателя от заданного значения, а значит, пропорциональной будет и средняя скорость вращения электродвигателя. Часто для улучшения динамических свойств регулятор ВИШ снабжают внутренними обратными связями, наряду с сигналом отклонения вводят сигналы производной этого отклонения и т. д.

Автоматические потенциометры. Автоматические потенциометры применяются для измерения малых напряжений, токов, а также параметров: сопротивления R, емкости С, индуктивности L. Выходной величиной автоматических потенциометров является обычно угловое или линейное перемещение.

Часто под автоматическими потенциометрами подразумевают схемы, работающие на постоянном токе, а схемы, работающие

Рис. 1.14. Авгоматнчееетй потенциометр с двумя Двигателями.

йа переменном токе, называют автоматическими компенсаторами. Для краткости и те и другие системы будем называть автоматическими потенциометрами. Существует большое число различных схем автоматических потенциометров*). Одна из схем автоматического потенциометра приведена на рис. 1.14.

Измеряемое напряжение подается на входные клеммы. Это Нйпряжение сравнивается с напряжением, снимаемым с реохорда / движком 2. Разность напряжений воздействует на чувствительное гальванометрическое реле 3. При балансе напря-?Нений реле находится в нейтральном положении и лампы JIi

*) См., например, Г. М. Ж д а н о в [1], [2].

и Л2 заперты. При разбалансе один из контактов реле, например, 4, замыкается и соответствующая лампа Л2 отпирается. Анодный ток лампы Л2, протекая через дроссель 5, насыщает его. Индуктивное сопротивление дросселя 5 уменьшается и, следовательно, увеличивается возбуждение двигателя 6. Двигатель 6, приходя во вращение, перемещает движок 2 реохорда в определенном направлении.

При замыкании контакта 4 аналогичным образом отпирается лампа Л], уменьшается индуктивное сопротивление дросселя 5 и увеличивается возбуждение двигателя 6, сидящего на одной оси с двигателем 6 и имеющего противоположное направление вращения. Поэтому движок реохорда будет перемещаться в противоположном направлении.

Рис. I.I5. Автоматический потенциометр с фотоэлементами.

Перемещение движка реохорда будет происходить до тех пор, пока не наступит баланс. При балансе напряжение, снимаемое с реохорда, равно измеряемому напряжению. По положению движка можно определить или записать измеренное напряжение.

Контактное реле автоматического потенциометра может быть заменено бесконтактным устройством, осуществленным, например, фотоэлементами. Схема такого фототиратронного автоматического потенциометра показана на рис. 1.15.

Источник света / с помощью зеркальца 2 создает два луча, попадающих на два фотоэлемента, 3 и 3, управляющих зажиганием двух тиратронов, Л1 и Л2. Тиратроны образуют релей-но-фазированную схему. . .