Вопрос 57 Магнитные усилители: конструкция, принцип действия, схема включения, область применения, основные характеристики.

Принцип действия и конструкция, область применения.

Магнитным усилителем называется электромагнитное устройство, с помощью которого слабый электрический сигнал (например, незначительное изменение э. д. с, напряжения или тока) может быть преобразован в сигнал значительно большей мощности.

Рис. 1. Однофазный дроссель насыщения с Ш-образным сердечником:

1 — магнитопровод,

2, 4 — обмотки переменного тока,

3 — обмотка постоянного тока;

Ф1 и Ф2 — магнитные потоки обмоток переменного тока,

1р — рабочий ток,

1у — ток управления

Магнитный усилитель состоит из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод набирается из тонких изолированных пластин электротехнической стали. На магнитопроводе размещены обмотки магнитного усилителя. Принцип действия магнитного усилителя рассмотрим на примере однофазного дросселя с Ш-образным сердечником (рис. 1). Обмотки 2 и 4 переменного тока соединены друг с другом таким образом, чтобы создаваемые ими переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2 в среднем стержне были направлены встречно, т. е. взаимно уничтожались. На среднем стержне магнитопровода расположена обмотка 3, которая подключается к источнику постоянного тока. Эта обмотка называется обмоткой управления. Обмотки переменного тока включаются в цепь потребителя и называются рабочими обмотками.

Основное свойство дросселя насыщения состоит в том, что величина реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток переменного тока зависит от величины постоянного тока в обмотке управления. Это свойство объясняется способностью стали насыщаться. При насыщении сердечника уменьшается его магнитная проницаемость, от которой зависит индуктивность обмоток. Если в обмотке управления нет тока, сопротивление рабочих обмоток будет большим и ток в цепи рабочие обмотки — потребитель будет иметь наименьшее значение. С появлением тока в цепи обмотки управления реактивное сопротивление рабочих обмоток уменьшится, следовательно, возрастет ток в цепи потребителя.

Мощность постоянного тока в цепи обмотки управления намного меньше мощности переменного тока рабочих обмоток, включенных в цепь потребителя. Поэтому, затрачивая малую мощность в обмотке управления (слабый электрический сигнал), можно регулировать величину переменного тока в цепи потребителя большой мощности (преобразованный сигнал большой мощности).

Способность дросселя усиливать электрические сигналы использована в магнитном усилителе, который в отличие от рассмотренного устройства имеет не одну, а несколько обмоток управления. Направление тока в каждой из обмоток управления и, следовательно, направление магнитного потока каждой обмотки зависит от схемы включения обмоток.

В магнитном усилителе обмотки управления могут включаться таким образом, что их магнитные потоки либо направлены встречно и ослабляют друг друга, либо имеют одинаковое направление и создают совместный усиленный поток.

В схемах башенных кранов магнитные усилители применяются для автоматического регулирования тока возбуждения тормозной машины.

Широко распространены следующие схемы магнитных усилителей: однотактные и двухтактные, реверсивные и нереверсивные, однофазные и многофазные.