Усилитель с самонасыщением

Если в цепь рабочей обмотки магнитного усилителя включить диод.

то под действием постоянной составляющей выправленного тока происходит подмагничивание магнитопровода. Такие усилители называют с самоподмагничиванием или с самонасыщением (МУС).

Примем, что обратное сопротивление диода равно бесконечности, а прямое R_в (сопротивление вентиля). В цепь управления включен балластный дроссель с целью ограничения переменного тока создаваемого рабочей обмоткой. Полярность напряжения источника при которой диод проводит ток назовем положительным. Полупериод, когда ток проходит через рабочую обмотку, назовем рабочим полупериодом.

Процессы, происходящие в МУС определяются формой динамической петли гистерезиса материала магнитопровода.

Динамической петлей гистерезиса называется зависимость B от H при быстром изменении намагничивающего тока.

В следствии магнитной вязкости и вихревых токов в материале процесс перемагничивания замедляется и ширина динамической петли гистерезиса, превышает ширину статической петли.

Для материала с высокой степенью прямоугольности кривой намагничивания динамическая петля гистерезиса имеет форму параллелограмма.

При отсутствии управляющего поля магнитопровод подмагничивается полем созданным постоянной составляющей тока рабочей обмотки. Под действием этого поля в магнитопроводе сохраняется остаточная магнитная индукция B_s. В рабочем полупериоде рабочая точка состояния магнитопровода с ростом тока перемещается по участку 1-3. Т.к. магнитопровод насыщен индуктивное сопротивление рабочей обмотки =0.

Все напряжение источника приложено к активному сопротивлению цепи:

К концу рабочего полупериода состояния магнитопровода возвращается вновь в точку 1.

При отсутствии сигнала управления ток нагрузки в рабочий полупериод определяется по формуле:

В следующий полупериод диод не пропускает ток и состояние магнитопровода характеризуются точкой 1.

Напряжение источника приложено к вентилю i_р=0.

Для магнитной цепи справедливо уравнение:

Для рабочей цепи:

На участке 4-5 dB=0 (индукция не изменяется):

Ток в рабочей цепи возрастает по синусоидальному закону, пока не достигнет точки 5:

Начиная с точки 5:

По этому закону индукция изменяется пока не достигнет точки 2 и ток намагничивания определяется по формуле:

Если считать, что предельная петля 1-7-8-2 прямоугольная, то ток в рабочей обмотке . После достижения точки 2 и ток в рабочей обмотке меняется по закону , пока не достигнет нулевого значения.

При прохождении тока рабочей обмотки через 0 диод закрывается. Под действием напряженности –Н_Y происходит размагничивание магнитопровода индукции от +B_S до B_Y1. закон изменения магнитной индукции во времени зависит от Н магнитного поля.

, где С – некоторая постоянная.

Поскольку I_У и Н неизменны, то В спадает по линейному закону (прямые 1-4, 1-6).

Полупериод от +B_S до B_Y1 называют управляющим.

Чем ниже значение напряженности магнитного поля, тем ниже опускается точка, характеризующая начальное состояние магнитопровода, тем позже наступает насыщение и меньше ток нагрузки.

Дата добавления: 2014-01-07