Магнитные усилители

Электромагнитный аппарат, служащий для плавного регулирования переменного тока, поступающего к нагрузке, путём измерения индуктивного сопротивления Х_L катушки с ферромагнитным сердечником, включённой последовательно с нагрузкой.

Принцип действия магнитного усилителя основан на изменении индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником при подмагничивании её постоянным током. Можно регулировать большие токи посредством сравнительно слабых электрических сигналов. Магнитные усилители широко применяют на тепловозах для автоматического регулирования возбуждения главного генератора и на э.п.с. для регулирования напряжения источникаслужебного тока при зарядке аккумуляторных батарей, в стабилизаторах напряжения и для других целей. Существуют магнитные усилители с насыщающимися реакторами и с самонасыщением (с самоподмагничиванием).

Магнитные усилители с насыщающимися реакторами. Используют два насыщающихся реактора L₁ и L_2. Каждый выполнен в виде катушки 1 (рабочей обмотки) с ферромагнитным сердечником 3 и подмагничивающей обмоткой 2, по которой проходит постоянный ток (ток управления Iу). Рабочие обмотки 1 реакторов L₁ и L₂ включают согласованно, чтобы индуцированные в них переменные э.д.с. е_L1 и е_L2 складывались, а обмотки управления 2 включают встречно, чтобы индуцированные в них э.д.с. е_У1 и е_У2 были направлены навстречу друг другу и взаимно уничтожались. Входом магнитного усилителя, на который подаётся управляющий сигнал Uу, являются зажимы а и б обмоток управления обоих реакторов. Выходом усилителя служат точки с и d, к которым подключают нагрузку Rн последовательно (если она питается переменным током, рис. 6.4.а) или через выпрямитель В (если питается постоянным током, рис.6.4.б).

Источником питания магнитного усилителя служит сеть переменного тока или трансформатор, подключённый к питающей сети (если напряжение питания отличается от напряжения сети).

Рисунок 6.4. Схемы магнитных усилителей с насыщающими реакторами с выходом на а) переменном и б) постоянном токе

1 – рабочая обмотка; 2 – подмагничивающая обмотка; 3 – ферромагнитный сердечник;

а, б – вход магнитного усилителя; с, d - выход магнитного усилителя; L₁ и L₂ -реакторы; Ф₁ и Ф₂ – магнитные потоки реакторов L₁ и L₂; I_у - ток управления; U - напряжения питания;

U_у - управляющее напряжение; U_н - выходное напряжение; е_L1 и е_L2 - переменные э.д.с. реакторов L₁ и L₂; R_н – сопротивление нагрузки; В – выпрямитель;

Магнитный усилитель способен усиливать электрические сигналы за счёт того, что мощность потребляемая обмоткой управления и расходуемая на её нагрев намного меньше мощности, передаваемой нагрузке Rн. Поэтому, затрачивая малую мощность в обмотке управления, регулируют значительно большую мощность, поступающую к нагрузке Rн.

Магнитный усилитель работает следующим образом. Когда на вход усилителя не подаётся управляющий сигнал (напряжение на входе усилителя Uу и ток управления Iу равны нулю), сердечники реакторов не насыщены и рабочие обмотки 1 имеют большое индуктивное сопротивление. Поэтому ток в цепи нагрузки мал (ток холостого хода). Мало и напряжение на нагрузке U_н (выходное напряжение), т.к. большая часть напряжения питания U теряется в виде падения напряжения IX_L в рабочих обмотках. В результате, будет мала и мощность, поступающая к нагрузке от источника питания.

При подаче в обмотки управления 2 тока управления Iу сердечники реакторов подмагничиваются и индуктивное сопротивление Х_L рабочих обмоток уменьшается. При этом растут ток в цепи нагрузки и поступающая к ней мощность.

Дата добавления: 2015-05-06