6. Параметры магнитных усилителей

Коэффициент кратности тока:

,

где - ток короткого замыкания.

Коэффициент усиления - это отношение приращения тока, напряжения или мощности в нагрузке к приращению соответствующего параметра в цепи управления:

; ; (6.1)

. (6.2)

Из-за нелинейности регулировочной характеристики коэффициенты , и имеют переменные значения, поэтому различают их максимальные значения и значения, соответствующие заданной мощности выхода.

Чувствительность - минимальная мощность сигнала на входе, начиная с которой пропорционально изменяется ток на выходе.

Максимальная мощность в нагрузке . Коэффициент полезного действия рабочей цепи

,

где - полное активное сопротивление рабочей цепи.

Постоянная времени:

,

где - индуктивность обмотки управления.

Добротность:

.

7. Динамические характеристики магнитных усилителей

Одним из серьезных недостатков магнитных усилителей является их повышенная инерционность. Она проявляется в том, что при скачкообразном изменении напряжения управления ток нагрузки не сразу принимает значение, соответствующее новому входного сигналу, а по истечении некоторого времени, плавно изменяясь от исходного установившегося значения к новому. Инерционность зависит от трех факторов:

1) переходного процесса в цепи управления;

2) вихревых токов и потерь на гистерезис в сердечниках;

3) переходного процесса в цепи нагрузки.

Инерционность большинства магнитных усилителей определяется главным образом длительностью переходного процесса в цепи управления, характеризуемого постоянной времени этой цепи Т_у. Для усилителей с внешней ПОС и МУС выражение для Т_у приводится к виду [1]:

.

Чем больше значение постоянной времени, тем большую длительность имеет переходный процесс.

Для уменьшения инерционности магнитных усилителей необходимо:

1) вводить в схему положительные обратные связи, которые при сохранении коэффициента усиления позволяют уменьшить число витков ;

2) по возможности, питать рабочую цепь усилителя напряжением повышенной частоты;

3) использовать каскадное соединение усилителей, при котором коэффициенты усиления каскадов перемножаются, а постоянные времени складываются;

4) избегать появления в схеме короткозамкнутых контуров и уменьшать значение постоянных времени этих контуров.

Динамические свойства элементов принято характеризовать передаточной функцией под которой понимают отношение операторных изображений выходной и входной величин при нулевых начальных условиях. Выражение для передаточной функции магнитного усилителя имеет вид:

,

где - полное сопротивление цепи управления.

Более полные сведения, необходимые для проектирования магнитных усилителей, можно найти в литературе [1, 2, 3].

8. Описание лабораторного макета

На передней панели макета расположены измерительные приборы и элементы исследуемых схем. Для набора схемы используется шнуровая коммутация между ее элементами. В лабораторной работе исследуется промышленный магнитный усилитель типа ТУМ-AK1-11, обмотки которого подключены к соответствующим гнездам на передней панели, Причем обмотки , , , используются в качестве рабочих обмоток, a , , - в качестве управляющих. В таблице указаны сопротивления обмоток управления. Там же приведены значения нагрузочных резисторов.

Сопротивление нагрузки, Ом			Сопротивление обмоток при 200С, Ом
270	300	330	123	45	45

Моделирование напряжения управления осуществляется с помощью источника постоянного напряжения и переменных сопротивлений и . Рабочая цепь усилителя может питаться от источников переменного напряжения с частотой f_c=50 Гц, действующие значения напряжения которых равны , . С помощью миллиамперметра производится измерение токов в цепи управления, а миллиамперметр служит для измерения токов в цепи нагрузки. Питание к макету подводится через тумблер «Вкл. сеть".