Магнитный усилитель

22 июля 2015г. - 17:00 5477 просмотров


Магнитный усилительМагнитный усилитель мощности представляет собой статический прибор, назначение которого, используя слабый постоянный ток, менять величину переменного тока. На практике это находит применение в управлении силовым электроприводом разнообразных механизмов, в том числе в строительной технике, на транспорте, в горной и металлургической промышленности. Также их используют при создании бытовых стабилизаторов переменного тока, в конструкциях регуляторов освещения киноконцертных залов.  Диапазон их использования очень широкий.

представляет собой статический прибор, назначение которого,  используя слабый постоянный ток, менять величину переменного тока. На практике это находит применение в управлении силовым электроприводом разнообразных механизмов, в том числе в строительной технике, на транспорте, в горной и металлургической промышленности. Также их используют при создании бытовых стабилизаторов переменного тока, в конструкциях регуляторов освещения киноконцертных залов.  Диапазон их использования очень широкий.

Вот один из образцов таких приборов, ТУМ-В1-24-14У3 , что означает Тороидальный Усилитель Магнитный, (В) — ?, 1 го габарита. Цифрами далее определяется количество и типы рабочих обмоток и обмоток управления.

Тороидальный магнитный усилитель ТУМ-В1-24-14У3

Принцип работы магнитного усилителя построен на нелинейности характеристик при  намагничивании магнитопровода.  В конструкции магнитных усилителей предусмотрено три стержня, где на крайних  находятся, в качестве рабочей обмотки, две катушки последовательно соединены между собой, а на средний стержень насажена обмотка управления, имеющая гораздо большее количество витков по сравнению с рабочей обмоткой.


При отсутствии подачи тока на обмотку управления, при том, что рабочая обмотка, соединенная последовательно с нагрузкой, находится под переменным напряжением,  магнитопровод не насыщается, а напряжение падает за счет реактивного сопротивления рабочих обмоток. Нагрузка в этом случае дополнительной мощности не получает.

В случае подачи на обмотку управления ток, даже  небольшой силы, в следствии большого количества витков  обмотки управления в магнитопроводе возникает насыщение. Это ведет к резкому уменьшению реактивного сопротивления рабочей обмотки и увеличению силы тока в рабочей цепи. Так, посылая малые сигналы в обмотку управления, можно контролировать значительные величины мощности в рабочей цепи, в которой находится магнитный усилитель мощности.

Получив широкое признание по применению в самых разных отраслях науки и техники, магнитные усилители имеют  самые разные модификации схем и конструкции, отличающиеся по видам нагрузочных характеристик, способам выполнения обратной связи, количеством и формой сердечников, видам усиливаемых сигналов, системам смещения, режимам работы. Выбирать тип магнитного усилителя необходимо так, чтобы он обладал требуемыми коэффициентами усиления, частотами усиливаемых колебаний, соответствовал области применения.

Поле применения магнитных усилителей очень широкое, они применяются — от точных измерительных приборов до устройств, с помощью которых  автоматически управляют мощными производственными механизмами, такими как прокатные станы, экскаваторы и т.п. Такому широкому применению магнитные усилители  обязаны целому ряду преимуществ, к ним относятся длительный срок службы, высокая надежность, простота обслуживания, значительный коэффициент усиления.

Они отличаются:

  •     низким порогом  чувствительности  к сигналам постоянного тока,
  •     широким диапазоном усиления мощности,
  •     постоянной готовностью к работе,
  •     возможностью суммирования на входе нескольких управляющих сигналов,
  •     значительной способностью выдерживать перегрузки,
  •     пожаро- и взрывобезопасностью.

Магнитные усилители отличаются стабильностью характеристик во время эксплуатации.

Простейшую схему  магнитного усилителя можно рассматривать в следующем виде:

~ U — напряжение переменного тока;

Rн — нагрузка;

W1 — количество первичных обмоток;

W2 — количество вторичных обмоток;

МС — ферромагнитные сердечники;

= U —  напряжение постоянного тока;

i1 — сила тока на выходе из первичной обмотки;

i2 — сила тока на входе во вторичную обмотку (усиливаемый сигнал).

Магнитный усилитель

Здесь видно, что у простейшего магнитного усилителя имеется два замкнутых магнитопроводов, первичные обмотки на них  W1 включены последовательно и находятся под переменным напряжением. Вторичные обмотки W2 тоже последовательно подключены, но навстречу друг другу,  когда обмотки W2 замкнуты на небольшое сопротивление, то это не вызывает  изменений  силы тока i1 в первичных обмотках. Но когда на обмотки W2 подается постоянный ток, то  нелинейный характер кривой  намагничивания сердечников ведет к  уменьшению  динамической магнитной проницаемости с уменьшением индуктивности L1 на первичных обмотках с возрастанием тока в обмотках.

Устройство, изготовленное по схеме, изображенной выше (без сопротивления нагрузки RH), носит название — управляемый дроссель. Но его можно  превратить в дроссельный магнитный усилитель, если последовательно к его обмоткам W1 подключить нагрузку RH, а на обмотку W2  вместо слабого постоянного тока подать сигнал постоянного либо усиливаемого, либо  медленно уменьшаемого тока i2.

Коэффициент усиления по току Ki и коэффициент увеличения мощности Кр при расчете простейших магнитных усилителей  определяются по  формулам:

magnitnyj-usilitel_1

где Ry —  сопротивление в обмотках  W2, Δi1ср — прирост тока нагрузки, соответствующий приросту тока при сигнале Δi2, n1 и n2 — количество витков в  первичных и вторичных обмотках.

Наряду с коэффициентом усиления по току  магнитный усилитель характеризуют следующие параметры: коэффициент кратности тока, постоянная времени, добротность. Также учитываются  показатели  чувствительности, максимальной мощности в нагрузке, КПД рабочей цепи.

Так же к параметрам, характеризующим магнитный усилитель, относится коэффициент зависимости действующей или средней величины тока под нагрузкой от тока в цепи управления: Iн =f ( Iу)

Обозначим ток на холостом ходу усилителя  Iо, а ток при максимальной нагрузке — I к. Допустим, что перед нами идеальный усилитель, тогда  отсутствующий входной сигнал (I у = 0) приводит к нулевому показателю и выходного сигнала (I н = 0). Но на практике в цепях имеются погрешности. Поэтому, чтобы определить их роль в работе усилителя, введен  коэффициент отношения величины максимального тока к величине тока холостого хода и дали ему название коэффициент кратности тока   К = Iк  / Iо. Этот параметр один из важных характеристик магнитного усилителя, чем выше этот коэффициент, тем качественнее усилитель.

Т — постоянная времени, ею характеризуется быстродействие усилителя, она определяется как отношение индуктивности к активному сопротивлению обмотки управления

Т= Ly/ R

Добротность — это универсальный параметр, он определяется с учитом коэффициентов усиления и быстродействия:

D = kP/T.

Расчет магнитных усилителей проводится по всем этим показателям


Читайте также на портале myfta.ru:

Видео по теме с YouTube:

Комментарии (13) “Магнитный усилитель”

  1. I simply want to mention I’m all new to blogging and site-building and absolutely liked you’re web site. Almost certainly I’m planning to bookmark your blog post . You amazingly have amazing writings. Thanks for sharing your web-site.

  2. Yet another thing to mention is that an online business administration training course is designed for people to be able to without problems proceed to bachelor’s degree education. The Ninety credit college degree meets the lower bachelor diploma requirements and once you earn your associate of arts in BA online, you’ll have access to the modern technologies on this field. Some reasons why students have to get their associate degree in business is because they’re interested in the field and want to obtain the general education necessary ahead of jumping right bachelor education program. Thanks alot : ) for the tips you provide within your blog.

  3. you are actually a just right webmaster. The web site loading pace is incredible. It kind of feels that you are doing any unique trick. Furthermore, The contents are masterpiece. you have performed a great activity in this matter!

  4. Simply want to say your article is as surprising. The clarity to your publish is just excellent and that i can suppose you are a professional in this subject. Well along with your permission let me to seize your feed to keep up to date with coming near near post. Thanks one million and please keep up the rewarding work.

  5. Simply wanna state that this is very useful , Thanks for taking your time to write this.

  6. I and also my guys were going through the nice information and facts found on the website and so quickly came up with a terrible suspicion I never thanked the web blog owner for those tips. All the women happened to be totally glad to study them and have unquestionably been loving those things. We appreciate you simply being very thoughtful and then for selecting certain notable ideas millions of individuals are really wanting to understand about. My very own honest apologies for not expressing appreciation to you sooner.

  7. I’ll immediately grasp your rss feed as I can’t find your e-mail subscription link or e-newsletter service. Do you’ve any? Please allow me understand in order that I may subscribe. Thanks.

  8. Hello.This post was extremely remarkable, especially since I was browsing for thoughts on this matter last Monday.

  9. Some genuinely nice and useful info on this internet site, too I think the pattern contains fantastic features.

  10. Whats Happening i’m new to this, I stumbled upon this I have found It positively helpful and it has helped me out loads. I’m hoping to give a contribution & help other users like its aided me. Great job.

  11. Thanks so much for providing individuals with an extremely marvellous chance to read in detail from this website. It’s usually very terrific and also packed with a good time for me and my office peers to visit your site the equivalent of three times in a week to learn the newest stuff you have got. And indeed, I’m just actually fulfilled with your very good advice you serve. Some 1 tips in this posting are unequivocally the most effective I’ve ever had.

  12. Enjoyed reading this, very good stuff, thanks . «A man may learn wisdom even from a foe.» by Aristophanes.

  13. Generally I don’t learn post on blogs, but I wish to say that this write-up very forced me to try and do it! Your writing taste has been amazed me. Thanks, quite nice article.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

6 + шестнадцать =