4-2. МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Магнитные усилители относятся к классу параметрических усилителей. Нелинейными элементами а магнитных усилителях являются дроссели с насыщающимися сердечниками. Энергия электрического выходного сигнала получается за счет энергии источника переменного тока, а управление выходным сигна лом осуществляется путем намагничивания дросселей насыщения током управляющих обмоток.

На рис. 4-1 представлена схема однотактного магнитного усилителя с двумя сердечниками и последовательным соединением обмоток переменного тока (рабочих обмоток). Обмотки управления 1 или обмотки переменного тока 2 соединены встречно, чтобы исключить (скомпенсировать) наводимые обмоткам» 2 напряжения основной частоты питания в цепи управляющих обмоток.

Рис. 4-1. Схема дросселя насыщения с двумя сердечниками и последовательным соединением рабочих обмоток.

При прохождении постоянного тока по управляющим обмоткам дроссели насыщаются, индуктивное сопротивление в цепи обмоток переменного тока падает и ток в последовательно включенной нагрузке возрастает. Одновременно имеет место периодическое (2 раза за период) насыщение дросселей за счет обмоток переменного тока. Вследствие этого насыщения магнитные потоки, создаваемые м. д. с. рабочих обмоток, пульсируют с двойной частотой и наводят з. д. с. четных гармоник в управляющих обмотках. Режим работы магнитного усилителя существенно зависит от того, велико или мало сопротивление четным гармоникам тока, возникающим за счет указанных э. д. с.

Режим работы, при котором сопротивление на пути четных гармоник тока мало, носит название режима со свободными четными гармониками. При этом необходимо иметь в виду, что четные гармоники тока могут протекать не только по цепи управляющих обмоток, но и по замкнутым контурам других обмоток, размещаемых на сердечниках магнитных усилителей.

Режим работы, при котором сопротивление на пути четных гармоник тока велико, называется режимом с подавленными четными гармониками.

Существуют два основных способа рассмотрения процессов в магнитных усилителях и определения их характеристик.

Первый способ, изучаемый в курсе электрических машин, основан на использовании кривых одновременного намагничивания материала сердечников постоянным и переменным током . Этот способ графический. Он позволяет получить достаточно точные результаты для магнитных усилителей с любой кривой намагничивания материала сердечников. Однако общих аналитических соотношений этим способом получить нельзя.

Второй способ основан на простейшей аппроксимации кривой намагничивания материала сердечников, в частности -образной ломаной (прямоугольная кривая намагничивания, рис. 4-2).

Рис. 4-2. Идеализированная прямоугольная кривая намагничивания.

Этот способ позволяет получить простые аналитические выражения для характеристик магнитного усилителя. Современные магнитные материалы для сердечников магнитных усилителей, особенно маломощных, обладают весьма высокой проницаемостью в ненасыщенном состоянии и малой напряженностью насыщения. Поэтому кривые намагничивания этих материлов близки к прямоугольным. Рассмотрим второй способ, следуя .