Понятие о магнитных усилителях.

В магнитном усилителе (МУ) для увеличения сигнала используют индуктивное сопротивление. В качестве управляемого индуктивного сопротивления применяют дроссель со стальным сердечником. Индуктивное сопротивление изменяют подмагничиванием.

Схема магнитного усилителя с самоподмагничиванием (самонасыщением) имеет высокий коэффициент усиления, быстродействие. Магнитный усилитель с самоподмагничиванием состоит из: два одинаковых сердечника; полуобмотки рабочей обмотки, полуобмотки включаются параллельно и встречно; диоды, включены последовательно с полуобмотками; обмотка управления с числом витков w _у, питается постоянным напряжением U _у.

Основные характеристики магнитного усилителя. Рассмотрим следующие характеристики.

1. Характеристика управления – это зависимость среднего значения тока нагрузки I _н.ср от магнитодвижущей силы F _у (рис.24), где м.д.с. определяется формулой – F _у = w _у I _у.

Для уменьшения тока нагрузки I ₀₁ при отсутствии тока управления I _у на сердечниках усилителя предусматривают дополнительную обмотку, которая называется обмоткой смещения и питается от постороннего источника. В обмотке смещения устанавливают необходимую величину м.д.с. F _смсмещения, которая обеспечивает требуемое значение начального тока I _02.

2. Коэффициент кратности тока нагрузки k_i = I _max/ I ₀,

где I ₀ – ток холостого хода, требуемый для перемагничивания сердечника.

3. Коэффициент усиления – характеризует усилительные свойства МУ; коэффициент усиления по мощности k_Р = Р _н/ Р _у,

где Р _н – мощность нагрузки; Р _{у –} мощность управления (т.е. потери в сопротивлении обмотки управления r _у от тока управления I _у.ном, обеспечивающего номинальный ток нагрузки).

4. Скорость установления выходного напряжения -характеризует быстродействие МУ, которое определяет скорость установления потока F₀.Поток F₀ изменяется по закону F₀ = F_{0 уст} (1 – е^{- t/T} )_,

где F_0уст-установившееся значение потока, которое практически достигается за 3 Т; Т -постоянная времени.

Реверсивный магнитный усилитель. Магнитный усилитель работает на переменном токе. Для обеспечения в нагрузке постоянного по направлению тока в цепи на выходе усилителя включают выпрямитель. Для обеспечения реверсирования тока нагрузки применяют двухтактные магнитные усилители

Балластные сопротивления R _б предназначены для предотвращения короткого замыкания в контуре. Этот контур в схеме образован последовательным соединением усилителей.

В этой схеме ток нагрузки является разностью токов I ₁ и I ₂ обоих магнитных усилителей. Обмотки управления усилителей включены последовательно и встречно. Поэтому при увеличении тока управления в одном направлении ток одного усилителя увеличивается, а другого – падает (рис.25, б). Разность токов в нагрузке при этом возрастает. Увеличение тока управления в другом направлении также приводит к возрастанию тока нагрузки, но уже при другой полярности.