4-3. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
В качестве усилителей мощности во многих системах автоматического управления применяются электромашинные усилители ЭМУ. Они представляют собой машины постоянного тока, в которых энергия приводного двигателя превращается в энергию выходного сигнала, причем управление этим преобразованием энергии осуществляется полем управляющей обмотки. Таким образом, электромашинный усилитель является усилителем генераторного типа.
а) Однокаскадный электромашинный усилитель
На рис. 4-14 приведена схема однокаскадного ЭМУ, который представляет собой генератор постоянного тока с независимым возбуждением. Якорь генератора обычно имеет общий вал с приводным
Рис. 4-14. Схема однокаскадного ЭМУ.
Рис. 4-15. Статическая характеристика ЭМУ.
двигателем и вращается с постоянной скоростью.
При отсутствии нагрузки зависимость напряжения 
на щетках 
напряжения 
на управляющей обмотке определяется в основном зависимостью потока возбуждения машины от тока в управляющей обмотке. Эта зависимость — характеристика холостого хода — представлена на рис. 4-15. Уменьшение наклона характеристики 
при больших значениях 
обусловлено насыщением цепи машины. Петлеобразный вид характеристики вызван магнитным гистерезисом материала этой цепи.
Для уменьшения влияния гистерезиса в электромашинных усилителях иногда, применяют так называемую вибрационную линеаризацию — подмагничивание переменным током. Для этой цели на полюсах машины размещают дополнительную 
в которую подают ток частотой 
гц. Сущность вибрационной линеаризации применительно к релейным усилителям будет рассмотрена ниже.
Выведем уравнение однокаскадного ненагруженного электромашинного усилителя. При тех значениях 
когда влияние насыщения мало, индуктивность обмотки управления можно считать постоянной и уравнение э. д. с. записать в виде:
где 
сопротивление обмотки управления; 
ток в этой обмотке. Поток возбуждения машины с одной парой полюсов равен:
где 
число витков обмотки управления. Электродвижущая сила, наводимая в якорной обмотке с одной парой параллельных ветвей, равна:
где 
скорость вращения, 
угловая скорость; 
потокосцепление по поперечной оси машины; 
число активных проводников. Уравнения (4-21), (4-22), (4-23) дают:
где
Таким образом, однокаскадный электромашинный усилитель, в котором входной величиной является напряжение в цепи обмотки управления, а выходной — э. д. с. в цепи якоря, при малых 
эквивалентен по динамическим свойствам инерционному звену. Коэффициент усиления по напряжению 
и постоянная времени Т однокаскадного усилителя связаны соотношением
Эта формула выведена без учета влияния коммутируемых секций якоря, так как она соответствует режиму холостого хода усилителя.
