До сего времени при изготовлении магнитных усилителей контроль их по нагрузочной характеристике осуществляется вручную путем снятия ее по точкам, что является трудоемким процессом, особенно при подборе оптимальных параметров.
Описываемое устройство дает возможность получать на экране осциллографа изображение всей кривой нагрузочной характеристики, что позволяет автоматизировать процесс контроля магнитных усилителей. Достигается это благодаря тому, что в нем применены генератор переменного напряжения низкой частоты треугольной формы кривой, напряжение которого служит для управления испытываемым усилителем и для развертки изображения на экране осциллографа, и синхронный коммутатор, управляемый током нагрузки усилителя и предназначенный для двухкратного за каждый период мгновенного отпирания луча осциллографа таким образом, что одно отпирание луча происходило при максимальном значении тока нагрузки, а другое-при полном его отсутствии.
На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 приведены кривые напряжения на различных участках схемы анализатора.
На фиг. I показано подключение к анализатору магнитного зсилителя МУ с внутренней обратной связью с выходом на постоянном токе, собранного по одной из простейших схем. Сетевые обмотки W питаются от источника переменного напряжения заданной частоты через автотрансформатор AT, позволяющий, изменять напряжение питания магнитного усилителя в необходимых пределах. Управляющая обмотка Wy питается от генератора Г, дающего ток треугольной формы низкой частоты. Частота генератора Г выбирается так, чтобы период пилообразного тока в 20-40 раз превышал постоянную времени испытуемого магнитного усилителя. В этих условиях управление пилообразным током
№121874- 2 -
можно считать эквивалентным управлению постоянным током. Амплитуду тока можно изменять в требуемых пределах. Потенциометр Rg позволяет изменять сопротивление в цепи управления с тем, чтобы можно было вести испытание магнитных усилителей и в режиме большого и в режиме малого сопротивления в цепи управления.
Описываемое устройство работает следующим образом. Напряжение с сопротивления , включенного последовательно с Wy, пропорциональное току управления, усиливается электронным усилителем постоянного тока УЗ н подается на горизонтально отклоняющие нластины электронно-лучевой трубки. Последовательно с нагрузкой Z« включено активное сопротивление RI 1 ом. В случае исследования мощных магнитных усилителей, работающих на нагрузку с малым импедансом, Ri может быть уменьшено, чтобы не вносить искажений в нагрузочную характеристику. Напряжение с Ri, пропорциональное току нагрузки, при испытании магнитного усилителя с выходом на переменном токе выпрямляется на детекторном мостике Д и подается па электронный усилитель переменного тока УЬ Если магнитный усилитель имеет .выход на постоянном токе, то мостик Д может быть отключен и напряжение с RI подается прямо на У. Для уменьшения искажений, вносимых за счет нелинейности характеристики выпрямительного мостика Д, особенно при малой амплитуде выпрямляемого напряжения, его можно внести в усилитель У и включить после первого каскада. Дальше это напряжение интегрируется (интегратором И с автоматической разрядкой конденсатора) и усиливается электронным усилителем постоянного тока У, а затем подается на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки.
Необходимость интегрирования поясняется фиг. 2. Схема анализатора построена так, что для получения нагрузочной характеристики в конце каждого полупериода И на вертикально отклоняющие пластины необходимо нодавать напряжение, пропорциональное среднему значению тока нагрузки. Ток нагрузки имеет форму, показанную на фиг. 2 б. После интегрирования получаем напряжение t/2 (крутой задний фронт импульсов напряжения получается за счет автоматической, разрядки конденсатора). Разрядка конденсатора осуществляется через кристаллический триод, управляемый положительными импульсами, синхронизированными с моментами окончания импульсов тока в нагрузке. Следовательно, в конце каждого полупериода получаем напряжение 1/2 (фиг. 2в), пропорциональное площади импульса тока, а следовательно и среднему значению тока нагрузки за данный полупериод.
На фиг. 3 показана форма напряжения, подаваемого на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. Таким образом, конец луча перемещается по экрану с малой частотой в горизонтальном направлении и с больщой частотой - в вертикальном. Чтобы не получить сплошной засветки значительной площади экрана, больщую часть времени луч погашен подачей отрицательного потенциала на цилиндрик Венельта. Луч зажигается только на участках а (фиг. 3) и высвечивает по одной точке в конце каждого полупериода тока нагрузки. Отклонение этой, точки от нулевого положения в горизонтальном направлении пропорционально мгновенному значению тока управления, а в вертикальном - среднему значению тока нагрузки, т. е. высвеченная точка является точкой нагрузочной характеристики, соответствующей управляющему току, равному мгновенному значению тока, поданного в Wy. Поскольку частота напряжения питания во много раз больше частоты управляющего тока, на экране электронно-лучевой трубки отдельные точки сливаются в сплошную линию, представляющую собой нагрузочную характеристику испытуемого магнитного усилителя. Зажигание луча электроннолучевой трубки в соответствующие моменты осуществляется коммутатором К (фиг. 1).
Высвечивание оси ординат осуществляется за счет напряжения, подаваемого с генератора импульсов ГИ (фиг. 1). Каждый раз при прохождении управляющего тока через нуль генератор импульсов дает по одному импульсу переменного тока. Этот импульс подается на вертикально отклоняющие пластины трубки и заставляет луч перемещаться в вертикальном направлении с больщой частотой. Поскольку длительность импульса равна, примерно, одному полупериоду напряжения Ь, то за время импульса луч будет зажжен хоть один раз на участке с или б (фиг. 3) и высветит вертикальную ось.
Частота наполнения импульса должна в 50-100 раз превышать частоту напряжения питания U с тем, чтобы за время зажигания луча на участке а или б луч успел 2-3 раза прочертить вертикальную ось. Для уменьшения мощности генератора импульсов их можно подавать не прямо на вертикально отклоняющие пластины, а на вход У (фиг. 1).
В связи с тем, что частота записи нагрузочной характеристики на экране электронно-лучевой трубки мала, в схеме следует принять трубку с большим послесвечением. При построении анализатора качества магнитных усилителей наиболее целесообразно использовать готовый осциллограф с небольшой переделкой усилите чей обоих каналов. Естественно, что для этого следует выбрать осциллограф, имеющий трубку с большим послесвечением. Подача на управляющую обмотку магнитного усилителя тока треугольной формы позволяет видеть нагрузочную характеристику при изменении тока управления в обе стороны. Таким образом, на экране будут видны и релейные участки и гистерезис характеристики.
Использование в схеме двух усилителей постоянного тока У и УЗ не вносит неприятностей, связанных обычно с их применением. Трудно устранимый дрейф нуля усилителей постоянного тока, всегда вызывающий, возражения против их при1менения, в данном случае не представляет никакой опасности. Уход нуля усилителя 2 будет вызывать только смещение всей картины на экране в вертикальном направлении, а уход нуля УЗ-в горизонтальном. Это влияние дрейфа нуля легко устраняется совмещением координатных осей изображения с осями наложенной сетки.
Описываемое устройство целесообразно изготавливать в двух вариантах: для контроля готовой продукции на производстве и для лабораторных исследований.
Первый вариант выполняется по схеме, приведенной, на фиг. 1, с добавлением ценей, облегчающих настройку анализатора и калибровку сетки экрана трубки. В схему второго варианта добавляются магазины сопротивлений, емкостей и индуктивностей для создания нагрузки любого характера и цепи, позволяющие просматривать на экране характеристики сердечников (петли гистерезиса и дифференциальной проницаемости), входящих в магнитный усилитель.
По виду нагрузочной характеристики, получаемой на экране, можно определить наличие релейных участков и гистерезиса, а измеряя с помощью сетки отдельные элементы характеристики можно найти значения тока холостого хода, максимального тока нагрузки, коэффициента усиления тока, коэффициента кратности, тока смещения (если в схеме требуется смещение), максимального тока управления и некоторых других параметров.
Предмет изобретения
Устройство для испытания магнитных усилителей, управляемых постоянным током, с применением катодного осциллографа, на пластины
- 3-№ 121874
вертикального отклонения которого подается напряжение, пропорциональное току нагрузки испытуемого усилителя, отличающееся тем, что, с целью изображения на экране осциллографа всей кривой нагрузочной характеристики усилителя, в устройстве применены: генератор импульсов треугольной формы и низкой частоты, напряжение которого служит для управления испытуемым усилителем и для развертки изображения кривой на экране осциллографа, и синхронный коммутатор, управляемый током нагрузки усилителя и предназначенный для мгновенного отпирания луча осциллографа дважды за каледый период - в моменты максимального и пулевого значения тока нагрузки усилителя.
