8 Реверсивные магнитные усилители. Дифференциальная схема.

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 (рис.25).

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

В этой схеме ток нагрузки является разностью токов I1 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.

Недостатки двухтактных схем – необходимость наличия двух усилителей и большие потери в балластных сопротивлениях. Коэффициент полезного действия лучших двухтактных усилителей не превышает 45 %.

Схема (рис. 10. 28) состоит из двух одинаковых магнитных усилителей, каждый из которых снабжен обмоткой обратной связи, питаемой выпрямленным рабочим током. Управляющие обмотки намотаны так, что в одном усилителе обратная связь положительна, в другом — отрицательна. Регулировочные резисторы Rр обеспечивают начальную регулировку коэффи­циентов обратной связи. Схема собрана так, что в резисторе нагрузки ZH рабочие токи левого и правого однотактных усилителей направлены встречно.

На рис. 10.29 изображены нагрузочные характери­стики левого I1(Iу) и правого I2(Iу) усилителей. Ток в нагрузке Iн рассматривается как алгебраическая сумма направленных встречно токов I1 и I2. (Нагру­зочные характеристики усилителей с обратной связью были рассмотрены в § 10.8.)

При положительной полярности тока управления с увеличением Iу ток I1 резко возрастает (положи­тельная обратная связь), ток I2 почти не изменяется (отрицательная обратная связь). Результирующий ток Iн = I1+I2 возрастает, совпадая по фазе с током I1.

При отрицательной поляр­ности тока управления Iу характерp обратной связи меняется (положительная обратная

связь становится отрицатель­ной, и, наоборот, отрицательная—положительной). При этом ток Iн близок по значению к току I2 и совпадает с ним по фазе.

Т ак как токи I1 и I2 сдви­нуты по фазе на 180° относи­тельно друг друга, то результи­рующий ток в нагрузке Iн меня­ет фазу на 180° при изменении полярности тока управления.

Из рис. 10.29 видно, что ха­рактеристика результирующего тока в нагрузкеIн(Iу) проходит через начало координат и линейна в широком диапазоне изменений Iу.

Коэффициент усиления по току рассмотренной диф­ференциальной схемы примерно равен коэффициенту усиления однотактных усилителей, составляющих схе­му, и достигает значений 104— 105 ввиду наличия поло­жительной обратной связи.

9 Реверсивные магнитные усилители. Мостовая схема.

Магнитный усилитель, собранный по мостовой схе­ме, изображен на рис. 10.30. Чтобы понять его работу, следует иметь в виду, что рабочие обмотки w1, w 2, w3, w4 соединены по мостовой схеме (рис. 10.31). В этом нетрудно убедиться, рассмотрев, какие элементы включены между точками а, b, с, d на рис. 10.30 и 10.31.

При отсутствии управляющего сигнала магнитное состояние магнитопроводов одинаково, сопротивления всех четырех рабочих обмоток одинаковы, мост урав­новешен.

При положительной полярности управляющего напряжения левый магнитопровод размагничивается, правый — насыщается. При этом сопротивление об­моток w1 и w2 растет (вследствие увеличения ЭДС самоиндукции), а сопротивление обмоток w3 и w4 уменьшается.

Балансировка моста нарушается, и через нагрузку Zн проходит рабочий ток, который тем больше, чем больше различаются магнитные состояния левого и правого магнитопроводов, зависящие от управляюще­го тока.

При изменении полярности управляющего напря­жения происходит насыщение левого и размагничивание правого магнитопроводов. Сопротивление об­моток w3, w4 станет больше, чем сопротивление обмоток w1, w2. Фаза рабочего тока изменится на 180°, а его значение будет увеличиваться по мере роста управ­ляющего напряжения (тока).

Поскольку разбалансировка моста происходит вследствие согласованного изменения сопротивлений всех четырех плеч, коэффициент усиления усилителя, собранного по мостовой схеме, в четыре раза больше, чем дроссельного.

Рабочая характеристика магнитного усилителя, собранного по мостовой схеме, проходит через нача­ло координат и линейна в широком диапазоне изме­нений сигнала управления (рис. 10.32). Питание любого магнитного усилителя осуществ­ляется переменным током. Что касается нагрузки, то ею могут быть и потребители постоянного тока, вклю­чаемые через выпрямители. Последние обычно соби­раются на кристаллических диодах.