3 Простейший нереверсивный магнитный усилитель
Простейший нереверсивный МУ состоит из дросселя насыщения, включенного в цепь переменного тока последовательного с нагрузкой. При изменении тока управления в обмотке управления 1 изменяется реактивное сопротивление рабочей обмотки 2. Это приводит к изменению тока нагрузки в выходной цепи.
Рис.1 Простейший нереверсивный МУ
Общий
характер зависимости выходного тока
от входного показан на рис. 4-2,в. Кривая
намагничивания ферромагнетиков В=f(Н),
если не учитывать петли гистерезиса и
нелинейности при слабых полях, имеет
вид, приведенный на рис. 4-2, а. С увеличением
входного тока магнитная проницаемость
материала сердечника
уменьшается. Индуктивное сопротивление
дросселя при этом также уменьшается, а
выходной ток возрастает (рис.4-2,в).
Уменьшение магнитной проницаемости не зависит от направления подмагничивающего поля и поэтому статическая характеристика симметричная относительно оси ординат.
Если считать сопротивление рабочей обмотки чисто индуктивным, а ток близким к синусоидальному, то выходное напряжение определяется как
Таким образом, устройство магнитных усилителей основано на использовании непостоянства магнитной проницаемости ферромагнетика – нелинейности индуктивного сопротивления дросселя. Поэтому, когда после насыщения дросселя магнитная проницаемость уже не меняется, выходной ток, достигнув максимального значения, также не меняется при дальнейшем увеличении подмагничивающего входного тока. Промежуточная область характеристики приблизительно линейна, и для нее отношение выходного тока к входному (коэффициент усиления по току) обратно пропорционально отношению чисел витков.
4 Кривые совместного намагничивания двух сердечников
Рабочей зоной МУ служит область насыщения кривой намагничивания сердечника.
кривая намагничивания сердечника. При t / BX f / 0 постоянное магнитное поле в сердечнике отсутствует, Н 0, а ток нагрузки / н определяется магнитной проницаемостью в положении О. Следовательно, переменный ток в нагрузке зависит от величины постоянного тока в обмотке управления.
Рабочие точки двух сердечников в один и тот же момент времени находятся на различных участках кривой намагничивания. Когда один сердечник насыщен, другой находится в ненасыщенном состоянии, и наоборот. При расчете усилителя значительно удобнее иметь единую эквивалентную кривую намагничивания, на которой рабочая точка была бы общей для обоих сердечников и полностью характеризовала работу и состояние усилителя. Такой эквивалентной кривой является кривая одновременного намагничивания материала сердечников постоянным и переменным магнитными полями.
В расчетной практике широко распространен графоаналитический способ построения статических характеристик, основанный на теории линеаризованного магнитного усилителя. При этом используются экспериментально снятые характеристики одновременного намагничивания материала сердечника переменным и постоянным полями.
5 Построение статической характеристики магнитного усилителя
Статическая
характеристика реверсивного магнитного
усилителя показана на рис. 24.1. Она
представляет собой симметричную кривую,
проходящую через начало координат.
Таким образом, при отсутствии управляющего
сигнала ( / у 0) ток в нагрузке / н также
равен нулю. Напомним, что в нереверсивных
( однотактных) магнитных усилителях при
/ у 0 через нагрузку проходит ток холостого
хода / Н0, для уменьшения которого
используют, например, смещение.
Соответствующую статическую характеристику реверсивного магнитного усилителя можно получить, если соединить два одинаковых нереверсивных усилителя таким образом, чтобы они действовали на общую нагрузку встречно при общем управляющем сигнале.