Усилители электрических сигналов с общим эмиттером, общей базой, общим коллектором. Область их применения.

Далее не проверено.

Линейные токи потребителя:

или

или

или

.

Векторная диаграмма токов и напряжений представлена на рисунке 3.1

Мощности фаз потребителя:

активные:

реактивные:

Мощности всей цепи:

активная:

реактивная:

полная:

 

Задача №7 вариант 26

Исходные данные

Рассчитать по приближенным формулам механические характеристики асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором 4А112М4, с линейным напряжением питающей сети U_1ном=220 В, номинальной мощностью P_{2 НОМ} = 0,37 кВт и синхронная частота вращения магнитного поля n₁ = 3000 мин^-1. Скольжение ротора S_ном=8,3%, КПД η_ном=0,7, коэффициент мощности cosφ_1ном=0,86, отношение начального пускового тока к номинальному m_i=4,5, отношение пускового момента к номинальному m_пуск=2, отношение минимального момента к номинальному m_min=1,5, отношение максимального момента к номинальному m_КР =2,2, частота питающего напряжения f₁ = 50 Гц.

Типоразмер маркировки и значение частоты вращения поля по входным данным варианта не совпадают.

Решение

 

Синхронная угловая частота вращения магнитного поля двигателя:

Синхронная частота вращения ротора

n_2ном=n₁(1-S_ном)=3000(1-0,083)=2751 об/мин

Угловая частота вращения ротора

Номинальный момент нагрузки на валу двигателя:

Пусковой момент двигателя:

М_ПУСК = m_пуск ∙М_ном = 2∙1,28=2,56 Н∙м.

Максимальный (критический) момент:

M_MAX = M_КР = M_НОМ∙ m_КР = 1,28∙2,2=2,82 Н∙м.

Минимальный момент: по паспорту

M_MIN =M_НОМ∙ m_MIN =1,28∙1,5=1,92 Н∙м.

Номинальный ток электродвигателя

Пусковой ток двигателя:

Частота тока в роторе при номинальной нагрузке

Мощность на зажимах двигателя при номинальном режиме работы:

Критическое скольжение двигателя можно определить по формуле:

Координаты естественной механической характеристики асинхронного двигателя рассчитать по формуле Клосса:

где S – текущее значение скольжения ротора.

Частоту вращения ротора рассчитать по формуле:

Рассчитанные величины представить в виде таблицы 4.1.

Запишите выделенные значения скольжения

S		SНОМ	0,2	SКР	0,4	0,6	0,8	SMIN
n2
M		1,04	1,98	2,28	2,26	1,97	1,66	1,59	1,41

 

Построены механические характеристики асинхронного двигателя M = f (S) и n₂ = f (M) по пяти значениям скольжения: S = 0; S_НОМ ; S_КР ; S_MIN; S_ПУСК ; где S_MIN = 0,84 – 0,86.

 

 

Выделено неверное значение минимального момента по паспортным данным (с. 12). Исправить характеристику

 

 

Усилители электрических сигналов с общим эмиттером, общей базой, общим коллектором. Область их применения.

Переменная электрическая величина подается на вход усили­теля электрических сигналов. С помощью энергии источника питания усилитель обеспечивает на нагрузке форму входного сигнала, величи­на которого повышается. Условно усилители разделяются на такие виды: усилители напряжения; усилители тока; усилители мощности.

Необходимо помнить, что усилители напряжения и тока усиливают также мощность.

Для обеспечения нужного усиления усилители состоят из несколь­ких каскадов, которые имеют общие свойства. Усилительный каскад представляет собой одну из схем включения транзистора.

Различают три схемы включения транзисторов: с общей базой; с общим эмитером; с общим коллектором.

Название схемы показывает; какой электрод является общим для вход­ной и выходной цепей. Схемы имеют свои особенности, но принцип включения подчиняется общим правилам транзистора (эмиттерный пе­реход открыт, а коллекторный — закрыт).

 

Схема с общей базой в перечисленных усилителях использует­ся очень редко. Эта схема имеет коэффи­циент усиления тока близкий к единице.

Схема с общим коллектором имеет коэффициент усиления напря­жения близкий к единице и очень большое сопротивление входной цепи. Выходная цепь обладает малым сопротивлением. По­этому схема с общим коллектором используется для согласования сопротив­ления высокоомного преобразователя с низкоомной нагрузкой. Эта схема имеет специальное название— эммиторный повторитель. Входное сопротивление эмит-терного повторителя может достигать 500 кОм, а выходное 50... 100 Ом.

Наибольшее распространение получила схема с общим эммитором (рис. 16.18). Коэффициент усиления по току этой схемы достигает 10...200. Небольшой ток базы (входного сигнала) управляет боль­шим током выходной цепи (выходной сиг­нал на сопротивлении нагрузки). На рис. 16.19 приведены входные статические характеристики транзистора р-n-р-типа, который включен по схеме с общим эмит­тером. Входная характеристика (вольт-ам­перная характеристика эмиттерного пере­хода) представляет собой обычную правую ветвь вольт-амперной характеристики ди­ода. Полупроводниковый транзистор нельзя представлять чисто механически в виде двух диодов, так как процессы в од­ном переходе влияют на процессы в дру­гом. Вид входной характеристики зависит от напряжения между эмиттером и кол­лектором.

Выходная характеристика напомина­ет вольт-амперную характеристику ди­ода, который включен обратно. На ток коллектора в значитель­ной мере влияет ток базы. В рабочей области ток коллектора незначительно зависит от напряжения между коллек­тором и эмиттером.

Транзисторную схему можно включить от одного источника питания. Сопротивления R₁ и R₂ — это делитель напряжения. Он обеспечи­вает потенциал базы больший, чем по­тенциал коллектора, и меньший, чем потенциал эмиттера, т. е. при этом эмит-терный переход будет включен прямо, а коллекторный — обратно.

Резистор в цепи эмиттера R_Э создает отрицательную обратную связь. Переменное напряжение лучше снимать через конденсатор, что задерживает постоянную составляющую выходного сигнала. С той же целью во вход­ную цепь ставят конденсатор С₁ Схема инвертирует, т. е. выходный сигнал имеет обратную полярность.

Обратные связи обеспечивают необходимые характеристики усилителей.

Обратной связью называют действие выходного сигнала на входной сигнал усилителя. Обратные связи создают специально. Самовозникаю­щие обратные связи называют паразитными. Обратная связь может быть: положительной; отрицательной.

На рис. 16.22 приведена структурная схема усилителя с обратной связью, где U_C — напряжение источника сигнала; (U_ВХ — напряжение на входе усилителя; U_О.С. — напряжение обратной связи; U_ВЫХ — напря­жение на выходе усилителя.

Вводят величины:

—коэффициент передачи четырехполюсника обратной связи (коэффициент обратной связи;

— коэффициент усиления усилителя без звена обратной связи;

— коэффициент усиления усилителя с обратной связью.

Обратная связь может усиливать напряжение на входе (b > 0) и уменьшать ее

(b < 0). В первом случае (b > 0) обратная связь называется положительной.. При b < 0 обратная связь называется отрицательной.

Положительная обратная связь повышает коэффициент усиления. Одновременно уменьшается стабильность усилителя и повышается уро­вень нелинейных искажений. Поэтому положительная обратная связь в усилителях практически не применяется.

Отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент усиления.

При этом также:

повышается стабильность коэффициента усиления;

снижается уровень нелинейных искажений;

уменьшается выходное и повышается входное сопротивление.

Отрицательная обратная связь применяется очень часто.

В общем случае сигнал на входе усилителя

,

где верхний знак берется при положительной, а нижний при отрица­тельной обратной связи. Если это уравнение разделить на U_ВЫХ и пользовать введенные коэффициенты, можно получить

где коэффициент обратной связи берется по модулю, так как знак уже учтен в выражении для входного напряжения усилителя. Верхний знак («-») отвечает положительной обратной связи. При этом коэффициент усиления увеличивается. Знак “+” отвечает отрицательной обратной связи, наличие которого уменьшает коэффициент усиления усилителя.

Положительная обратная связь, при которой bK= 1, называют критическим. В этом случае

Это значит, что даже при отсутствии сигнала на входе на выходе уси­лителя появляется переменное напряжение, т: е. усилитель превраща­ется в генератор гармонических колебаний.