Магнитные усилители с самонасыщением (мус)

Дроссельный магнитный усилитель в сочетании с внутренней положительной обратной связью по току – представляет собой МУС.

Внутренняя связь по току в данном случае реализуется путем включения в цепь рабочих обмоток МУ полупроводниковых диодов VD, с помощью которых в рабочих обмотках протекает как переменная, так и постоянная составляющие ток. Под действием них реализуется самоподмагничивание сердечника магнитопровода.

Магнитный усилитель с внутренней обратной связью обладает наиболее высоким коэффициентом усиления и быстродействием. В этом случае две обмотки управления могут быть заменены одной. При этом необходимо изменить направление включения рабочих обмоток W_р, они включаются параллельно и встречно.

При этом характеристика «вход-выход» МУС изменяет свой вид по сравнению с дроссельным МУ. В результате геометрического сложения двух характеристик характеристика МУС приобретает следующий вид.

Как видно из рисунка величина напряжения холостого хода значительно возросла, что приводит к снижению КПД усилителя. Для устранения этого недостатка в МУС используют специальную дополнительную обмотку – обмотку смещения, которая формирует специальный магнитный поток, направленный встречно основному потоку управления, в результате появляется возможность переместить ось ординат в точку М минимального значения напряжения холостого хода.

Величина тока смещения определяется из выражения

и создает отрицательное поле смещения.

При подаче положительного тока управления I_у МУС работает на линейном участке характеристики «вход-выход» - MN.

Следует иметь в виду, что МУС может иметь большое число управляющих обмоток, т.е. может быть использован как сумматор многих неизвестных переменных величин.

Влияние различных факторов на работу мус

Свойства магнитного материала. На характеристику управления МУС большое влияние оказывают магнитные свойства материала, которые оцениваются коэффициентом прямоугольности петли гистерезиса . Чем больше К_п, тем круче характеристика управления и больше ее линейная часть.

Свойства вентилей. Прямое сопротивление вентилей входят в общее сопротивление рабочей цепи МУС. С увеличением прямого сопротивления уменьшается КПД -  рабочей цепи усилителя.

На характеристику МУС существенно влияет обратное сопротивление вентилей R_обр. Если R_обр  , то в управляющий полупериод через рабочую обмотку W_р проходит обратный ток, размагничивающий магнитопровод, при этом напряжение на нагрузке и ток в ней уменьшаются

.

Для того, чтобы обратный ток не сказывался на работе усилителя необходимо соблюдение неравенства

.

Чем лучше магнитный материал, тем меньше требуется для управления усилителей, тем меньше значение допустимого обратного тока.

Крутизна и протяженность линейной части характеристики управления МУС практически не зависит от питающего напряжения.

МУС является управляемым источником напряжения, т.е. напряжение на нагрузки мало зависит от сопротивления нагрузки.

МУС имеет запаздывание – выдержку времени между моментом скачкообразного изменения тока управления до момента появления тока нагрузки.

При питании МУС от сети повышенной частоты (500-1000 Гц) можно получить малую инерционность усилителя, т.е. повысить его быстродействие.