План: Дроссельный магнитный усилитель

Дроссельный магнитный усилитель: условно-графическое обозначение, принцип действия, характеристика управления, конструктивное исполнение
План:
1.Дроссельный магнитный усилитель
2.Условно-графическое обозначение
3.Характеристика управления, конструктивное исполнение
Заключение
Литература

Введение
Принцип действия дросселя насыщения, как простейшего
магнитного усилителя.
Магнитным усилителем называется ферромагнитное электрическое статическое устройство, предназначенное для усиления слабых сигналов засчёт энергии постороннего источника переменного напряжения. Процесс усиления состоит в том, что входной сигнал постоянного тока является управляющим для выходной энергии переменного тока.
Действие магнитного усилителя основано на использовании нелинейного характера кривых намагничивания ферромагнитных материалов.
В качестве простейшего магнитного усилителя используется управляемый дроссель насыщения. На ферромагнитный сердечник устанавливаются две обмотки, одна из которых включается в цепь переменного тока и далее будет называться рабочей обмоткой, а вторая в цепь постоянного тока, называется обмоткой управления. Магнитный усилитель может выполняться как с различными по форме сердечниками — тероидальными, Ш — образными и П — образными, так и на нескольких сердечниках.

На рисунке 1(а)показан управляемый дроссель, собранный на двух сердечниках, на стержни каждого из которых установлена одна секция рабочей обмотки (ОР), выполненной из двух частей (ОРI и 0Р2), включенных между собой последовательно и согласно.
При включении рабочей обмотки к источнику переменного напряжения, ею создается намагничивающая сила, которой соответствуют определенные значения магнитной индукции и магнитной проницаемости.
Включение обмотки управления к источнику постоянного напряжения сопровождается созданием постоянной намагничивающей силы, которая накладывается на переменную и усиливает её. За счёт увеличения напряжённости магнитного поля, увеличивается магнитная индукция (говорят об увеличении насыщения магнитопровода), а магнитная проницаемость сердечника уменьшается. Так как индуктивное сопротивление рабочей обмотки Xpпропорционально индуктивностиLр, которая, в свою очередь пропорциональна магнитной проницаемости уменьшение магнитной проницаемости вызовет уменьшение полного сопротивления рабочей обмотки. А ток рабочей обмотки возрастёт.

На трехстержневой сердечник (рисунок 1(б)) устанавливается рабочая обмотка , состоящая из двух секций ОР1 и 0Р2, размещенных на крайних стержнях и выполняемых со встречным направлением намотки витков.
Рабочая обмотка включается в сеть переменного напряжения.
Обмотка управления устанавливается на средний стержень и подключается к источнику входного напряжения.
При подключении рабочей обмотки к источнику переменного напряжения по ней пойдет ток ХХ Iо, который создается переменный магнитный поток, большая часть которого замыкается по магнитопроводу.
Магнитный усилитель готов к работе.
Рассмотрены два варианта выполнения магнитных усилителей и рабочих обмоток.
Первый вариант МУ , собранного на двух сердечниках, у которого рабочая обмотка выполнена из двух одинаковых секций для промышленного использования предпочтителен. За счёт магнитных потоков первой секции рабочей обмотки Ф1 и второй секции Ф2 в обмотке управления индуктируются переменные э.д.с., равные по величине, но противоположные по фазам и они друг друга компенсируют. Поэтому обмотка управления свободна от влияния переменного магнитного потока.
Далее в пособии рассматриваются схемы МУ, в которых точками обозначены начала обмоток.
Различают однофазные и трёхфазные магнитные усилители, дроссельные и трансформаторные.
Дроссельные нереверсивные магнитные усилители.
Дроссельный магнитный усилитель представляет собой устройство, состоящее из управляемого дросселя и нагрузки, последовательно включенной в цепь рабочей обмотки.
У однофазного дроссельного магнитного усилителя, рабочие обмотки выполнены из двух секций, расположенных на двух сердечниках. Обмотка управления охватывает два сердечника. Нагрузка , включена последовательно с рабочей обмоткой. Такие усилители принято называть магнитными усилителями с выходом на переменном токе несущей частоты (частоты напряжения сети).
Трехфазный магнитный усилитель может собираться из трех П—образных или Ш - образных сердечников, на стержни которых помещаются рабочие обмотки. Обмотка управления такого магнитного усилителя охватывает три сердечника.
Различные конструктивные исполнения магнитных усилителей отличаются между собой главным образом формой сердечников, которые могут быть ,тороидальными, П—п-образными и Ш - образными, броневого и стержневого типов.
Из анализа рабочей характеристики дроссельного нереверсивного магнитного усилителя, достаточно определенно можно отметить его следующие недостатки:
1. при малых и больших значениях тока рабочей обмотки (нагрузках) характеристика нелинейная и, следовательно, коэффициент усиления значительно уменьшается,
2. при отсутствии управляющего сигнала (ток управления равен нулю), по рабочей обмотке и по нагрузке идет ток холостого хода;
3. одинаковым значениям управляющего сигнала разной полярности соответствует одинаковые значения тока нагрузки, т.е. усилитель не чувствителен к полярности тока управления.
Последние два недостатка могут быть устранены установкой дополнительной обмотки, накладываемой так же как обмотка управления и запитываемой от независимого источника постоянного напряжения. Эту обмотку называют обмоткой смещения (ОС). При запитке обмотки смещения постоянным напряжением определенной полярности, по ней пойдет ток смещения I, которым создастся постоянное подмагничивание. В результате этого рабочая характеристика сместится влево или вправо относительно оси ординат.
Поскольку, при наличии смещения характеристика становится несимметричной относительно оси тока 4, то магнитный усилитель становится чувствителен к полярности управляющего сигнала.
Так, при одном и том же токе управления разной полярности получаем разные значения тока нагрузки.
Трансформаторные магнитные усилители
Трансформаторный магнитный усилитель имеет две рабочие обмотки: первичную ОРп и вторичную ОРа, и обмотку управления ОУ, охватывающую два сердечника (рис.б,а).
Первичная обмотка подключается к сети переменного напряжения, а вторичная замыкается на нагрузку. Характеристика управления магнитного усилителя, т.е. зависимость тока рабочей обмотки от тока обмотки управления I = f(i). При
отсутствии сигнала на обмотке управления (Iу=0), магнитная проницаемость сердечника максимальна, максимальны магнитная индукция, э.д.с. вторичной рабочей обмотки и соответственно её ток -Iр.
При подаче входного сигнала по обмотке управления пойдёт ток управления и в сердечниках установится постоянный магнитный поток, те. начнётся подмагничивание магнитопровода. Это приведёт к уменьшению магнитной проницаемости, магнитной индукции, э.д.с. вторичной рабочей обмотки и, естественно, к уменьшению рабочего тока.
Таким образом, при увеличении тока обмотки управления Iу (увеличении насыщения сердечника), ток рабочей обмотки и ток на нагрузке будут уменьшаться.
Достоинство трансформаторного магнитного усилителя в том, что цепь питания и нагрузки разделены. Это позволяет получить на выходном сопротивлении н любое напряжение, необходимое для питания нагрузки.
 Принцип действия, характеристики и устройство.
Магнитный усилитель представляет собой усилительно-преобразовательное устройство параметрического типа, поскольку принцип его работы основан на использовании свойства дросселя переменного тока с ферромагнитным сердечником изменять свою индуктивность при подмагничивании постоянным током.
Наряду с усилением магнитный усилитель производит одновременное преобразование сигнала постоянного тока, являющегося входным сигналом, в сигнал переменного тока.
Рассмотрим принцип действия простейшего дроссельного магнитного усилителя, состоящего из ферромагнитного сердечника с двумя обмотками: обмоткой управления, на которую подается подлежащий усилению сигнал постоянного тока, и выходной обмотки, питаемой переменным напряжением через сопротивление нагрузки.
Рассмотренная схема простейшего магнитного усилителя не нашла применения на практике, поскольку она имеет ряд существенных недостатков:
вследствие взаимоиндукции происходит трансформация переменною напряжения в цепь управления, что искажает входной сигнал и нарушает нормальную работу усилителя;
усилитель, являясь однотактным, не реагирует на знак входного сигнала;
наличие тока холостого хода отрицательно сказывается на работе системы, т.к. может привести к ложному срабатыванию некоторых ее элементов при отсутствии сигнала на входе;
коэффициенты усиления магнитного усилителя, собранного по такой схеме, сравнительно малы.
Некоторые из перечисленных недостатков можно устранить посредством определенных изменений схем включения, а также самой конструкции усилителя.
Конструктивно однотактные магнитные усилители могут быть собраны на Ш -образных, так и на тороидальных сердечниках. Недостатком конструкции магнитных усилителей на Ш - образных сердечниках является то. что переменный магнитный поток замыкается через крайние стержни, не попадая в средний, следовательно, объем среднего стержня не участвует активно в процессе усиления. Для устранения этого явления применяют расчленение сердечника на две половины вдоль продольной оси, а обмотки накладываются таким образом, чтобы через средние сердечники проходили также и переменные потоки, способствующие устранению искажающего гистерезисного эффекта, особенно сказывающегося при условии слабых сигналов. Кроме того, в конструкциях с Ш образным сердечником наличие потоков рассеяния из-за повышенного магнитного сопротивления в местах стыка пластин создает возможность наведения внешними полями э.д.с. и тока помех в обмотке управления, которые в высокочувствительных усилителях могут превзойти полезный сигнал. В связи с этим маломощные магнитные усилители высокой чувствительности изготавливаются с магнитопроводом из двух одинаковых тороидальных пакетов. Выходные обмотки наматываются на каждый пакет, обмотка  управления на оба пакета, сложенные вместе. Такой усилитель будет нечувствителен к внешним магнитным полям, т.к. вследствие осевой симметрии тороидов потоки рассеяния будут отсутствовать.