Назначение, принцип работы магнитного усилителя.

Магнитный усилитель- это электрический аппарат, в котором для усиления сигнала используется управляемое индуктивное сопротивление.

Замкнутый магнитопровод имеет 2 обмотки: рабочую (переменного тока) и управляющую (постоянного тока).

При прохождении переменного тока по рабочей обмотке ωр, на обмотке управления будет наводиться ЭДС. Эта ЭДС будет создавать переменный ток в цепи управления, для ограничения этого тока управления включают баластный дроссель Хб.

При отсутствии тока управления, индуктивное сопротивление рабочей обмотки:

,

ω- частота тока рабочей обмотки,

S- активное сечение магнитопровода,

l- длина средней магнитной линии магнитопровода.

При неизменных конструктивных параметрах сердечника и катушки, индуктивность определяется магнитной проницаемостью.

Если ток управления отсутствует, то сердечник работает в ненасыщенной зоне 1, в этой зоне магнитная проницаемость велика:

и ,

Так в рабочей обмотке определяется индуктивное сопротивление рабочей обмотки.

При подаче в обмотку управления постоянного тока, рабочая зона переходит в область 2. В этой области материал имеет малую магнитную проницаемость:

.

Индуктивное сопротивление дросселя резко уменьшается, полное сопротивление цепи уменьшается и ток нагрузки возрастает. Индуктивное сопротивление обмотки .

Мы рассмотрели два крайних режима усилителя: режим холостого хода и режим максимальной отдачи. При плавном увеличении тока управления ток нагрузки будет плавно увеличиваться за счет уменьшения магнитной проницаемости .

Дроссельные магнитные усилители имеют низкий коэффициент усиления и большую массу, поэтому в настоящее время применяются редко.

Характеристики магнитных усилителей.

Крутизна характеристики управления – зависимость выходного напряжения от изменения индукции.

Up=U-2fωpS∆By

Uн=ɳUp=ɳ(U-2fωpS∆By)

Изменение индукции определяется током управления.

Характеристикой управления магнитного усилителя называется зависимость:

Up=f(Iy), Uн=f(Iy), ,

, .

Индуктивное сопротивление размагничивания:

,

.

Коэффициент усиления магнитного усилителя:

- тока: .

- напряжения: .

- мощности: .

Простейший однополупериодный магнитный усилитель с большим сопротивлением цепи управления, имеет малую постоянную времени, так как последнее образуется пропорционально сопротивлению цепи управления, однако даже постоянная времени очень мала, магнитный усилитель имеет запаздывание.