Усилитель с самонасыщением (мус)

а) Физические процессы. Если в цепь рабочей обмотки МУ включить диод, то под действием постоянной состав­ляющей выпрямленного тока происходит подмагничивание магнитопровода. Такие усилители называются усилите­лями с самоподмагничиванием или с само­насыщением (МУС). При рассмотрении такого усилителя (рис. 10.6) примем, что обратное сопротивление диода VD равно бесконечно­сти, а прямое учитывается сопротивлением R_B. В цепи уп­равления включен балластный дроссель Хб для ограниче­ния переменного тока, создаваемого рабочей обмоткой. Полярность напряжения источника, при которой диод про­водит ток, примем за положительную, полупериод, при котором ток проходит через нагрузку, назовем рабочим (РП). Процессы, происходя­щие в МУС, в основном опре­деляются формой динамичес­кой петли гистерезиса материа­ла магнитопровода. Динамиче­ской петлей гистерезиса материала называется зависимость В(Н) при быстром изменении намагничивающего тока. Вслед­ствие магнитной вязкости и вихревых токов в материале процесс перемагничивания замедляется и ширина динамиче­ской петли гистерезиса превышает ширину статической пет­ли. Чем больше тем шире петля гистерезиса. Для материала с высокой степенью прямоугольности кривой намагничивания динамическая петля гистерезиса имеет форму параллелограмма (рис. 10.7, а).

Рис. 10.6. Схема однополупериодного МУС

При отсутствии управляющего поля магнитопровод под-магничивается полем, созданным постоянной составляю­щей тока рабочей обмотки. Под действием этого поля в магнитопроводе устанавливается остаточная индукция В рабочем полупериоде рабочая точка, характе­ризующая состояние магнитопровода, с ростом тока пере­мещается по участку 1—3. Так как магнитопровод насы­щен, индуктивное сопротивление обмотки w_p равно нулю. Все напряжение источника приложено к активному сопро­тивлению цепи К концу рабочего полупериода состояние магнитопровода вновь возвращается в точку 1. Таким образом, при отсутствии сигнала управления ток нагрузки в рабочий полупериод

В следующий полупериод диод не пропускает ток и состояние магнитопровода характеризуется точкой 11 (напря­жение источника приложено к вентилю и i_Р =0)

ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЕ СХЕМЫ МУС

Однополупериодная схема (рис. 10.6) практически не применяется из-за следующих недостатков:

1. Для ограничения наведенных в обмотке управления токов необходим балластный дроссель, наличие которого ухудшает выходные параметры МУС.

2. Прохождение рабочего тока лишь в течение одного полупериода уменьшает мощность нагрузки.

3. Схема пригодна для питания нагрузки только выпрям­ленным током.

Рис. 10.7. Магнитный усилитель с самонасыщением:

а — динамическая петля гистерези­са;

На рис. 10.8изображены двухполупериодные мостовые схемы усилителя с нагрузкой на постоянном и переменном токе. При полярности вторичной обмотки питающего транс­форматора, обозначенной на рис. 10.8, а, в верхнем усили­теле МУС 1 имеет место рабочий полупериод, а в нижнем МУС 11 — полупериод управления. В следующем полупе­риоде МУС 11 будет находиться в рабочем полупериоде, а МУС1 — в полупериоде управления.

При большом сопротивлении в цепи управления пере­менная составляющая напряжения, наведенная на обмот­ках w_y обмотками w_р, создает малый переменный ток, которым можно пренебречь. Тогда по цепи управления протекает только ток I_у. Такой режим работы МУС назы­вается режимом вынужденного намагничивания. В этом случае условия работы каждого МУС аналогичны рассмот­ренным ранее.

Обычно сопротивление цепи управления мало и для компенсации наводимых на обмотках w_y ЭДС начала и концы обмоток должны соединяться, так, как показано на рис 10.8. Две обмотки управления могут быть заменены одной. При этом для схемы 10.8, а необходимо изменить направление включения рабочих обмоток w_p (рис. 10.8).

Рис. 10.8. Схемы двухполупериодных МУС