Магнитные усилители

В стабилизаторах с дросселями насыщения широкое распро­странение получили магнитные усилители. По роду тока, полу­чающегося на выходе, они подразделяются на магнитные усилители с выходом на переменном токе (рис. 1, а) и на магнитные усилители с выходом на постоянном токе (рис. 1, б).

~

Рисунок 38 - Схемы магнитных усилителей с выходом на переменном токе (а) и с выходом на

постоянном токе (б); в — нагрузочная харак­теристика магнитного усилителя

Нагрузочные характеристики. Свойства магнитных усилите­лей обычно характеризуются зависимостью тока нагрузки (I_н) от тока управления (I_у) при неизменном значении питающего напряжения и определенном значении сопротивления нагрузки. Кривые зависимости I_н = ƒ(I_у) носят название нагрузочных харак­теристик магнитных усилителей. На рис. 1, визображена на­грузочная характеристика простейшего магнитного усилителя, имеющего одну обмотку подмагничивания. Часто по осям коорди­нат откладывают не значения токов, а напряженность поля Н или полные ампервитки (I-W).

Нагрузочная характеристика симметрична относительно оси ординат, т. е. величина тока нагрузки определяется только аб­солютным значением тока управления. При отсутствии тока управления

(I_у= 0) дроссель работает в режиме холостого хода и через сопротивление нагрузки проходит начальный ток I₀. В этом случае напряжение на дросселе практически равно напряжению источника питания и поэтому увеличение этого напряжения при­водит к росту начального тока I₀. В практических условиях используется только прямолинейный участок характеристики (участок АВ), величина которого тем больше, чем меньше сопро­тивление нагрузки (АВ">АВ> АВ'). Ордината точки В опреде­ляет максимальную величину тока нагрузки I_{н макс}, а абсцисса этой точки определяет значение тока управления I_{у макс}, соот­ветствующее току нагрузки I _{н макс}.

При работе в режиме максимального тока нагрузки падение напряжения на дросселе обычно равно или несколько меньше па­дения напряжения на сопротивлении нагрузки.

Усилительные свойства магнитных усилителей характери­зуются коэффициентом усиления по мощности (К) или коэффи­циентом усиления по току (Кi,). Для случая чисто активной нагрузки величина коэффициента усиления по току для прямолинейного участка характеристики остается неизменной и определяется крутизной характеристики.

Обратная связь. Для повышения коэффициента усиления в магнитных усилителях применяется положительная обратная связь. Осуществляется обратная связь введением в дроссель до­полнительной обмотки обратной связи. Обмотка обратной связи выполняется таким образом, чтобы создаваемые ею ампервитки совпадали по направлению с ампервитками обмотки управления, вследствие чего результирующие ампервитки постоянного подмагничивания будут равны сумме ампервитков обмоток обратной связи и управления. Так как боль­шая часть результирующих ампервитков подмагничивания соз­дается обычно обмоткой обратной связи, то величина тока управле­ния в обмотке w может быть значительно снижена по сравнению с током управления при отсутствии обмотки положительной об­ратной связи. С введением обратной связи нагрузочная характеристика ста­новится несимметричной относительно оси ординат, при этом кру­тизна правой ветви характеристики становится больше, а кру­тизна левой ветви - меньше. Объясняется это тем, что для пра­вой ветви ампервитки обмоток управления и обратной связи имеют одинаковые знаки, т. е. имеет место положительная обратная связь, а для левой ветви их знаки противоположные и связь становится отрицательной.