Основные характеристики магнитных усилителей - Способы коррекции измерительных схем. Принцип действия электромагнитных усилителей, их характеристики

Основной характеристикой магнитного усилителя является зависимость действующего или среднего значения тока в нагрузке от тока управления: . Графическое изображение такой зависимости называется Статической характеристикой вход-выход.

Для всех рассмотренных выше схем магнитных усилителей зависимость магнитной проницаемости и индуктивности рабочей' обмотки от тока управления показана на рис. 13 При отсутствии управляющего сигнала () эти величины имеют максимальное значение. Если подадим в обмотку управления постоянный ток, то В Сердечнике создается постоянный магнитный поток, накладывающийся на переменный поток, созданный рабочей обмоткой. По мере увеличения входного сигнала из-за нелинейности характеристики намагничивания происходит насыщение сердечника.

зависимость магнитной проницаемости и индуктивности тока управления

Рисунок 13. Зависимость магнитной проницаемости и индуктивности тока управления.

Это приводит к уменьшению магнитной проницаемости, а следовательно, и индуктивности рабочей обмотки. Направление (полярность) тока управления не влияет на и. Вид статической характеристики вход-выход зависит от того, как включена нагрузка: последовательно или параллельно рабочей обмотке.

На рис. 14, А Показана статическая характеристика для схем магнитных усилителей. Здесь -- ток холостого хода усилителя (подмагничивающее поле отсутствует),-- максимальный ток. В идеальном усилителе при отсутствии входного сигнала () должен быть равен нулю и выходной сигнал (). Однако из-за того, что при магнитная проницаемость и индуктивность рабочей обмотки не равны бесконечности, через нагрузку протекает небольшой ток холостого хода. По мере увеличения входного сигнала (тока управления) растет выходной сигнал (ток нагрузки), но из-за насыщения сердечника этот рост ограничен некоторым максимальным током = . Отношение максимального тока к току холостого хода называется Коэффициентом кратности тока --это один из параметров усилителя. Чем больше этот коэффициент, тем лучше усилитель.

Наряду с коэффициентом кратности тока магнитный усилитель характеризуется следующими параметрами: коэффициентом усиления, чувствительностью, максимальной мощностью в нагрузке, КПД рабочей цепи, постоянной времени, добротностью.

статические характеристики магнитных усилителей

Рисунок 14 - Статические характеристики магнитных усилителей.

Рассмотрим коротко эти параметры. Коэффициент усиления -- это отношение приращения тока, напряжения или мощности в нагрузке к приращению соответствующего параметра в цепи управления.

Коэффициент усиления по току

(22.10)

Коэффициент усиления по мощности

(22.11)

Поскольку статическая характеристика магнитного усилителя нелинейная, коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности не являются постоянными величинами. Поэтому различают максимальные значения, , и их значения, соответствующие заданной выходной мощности усилителя.

При большом значении коэффициента кратности тока, когда ток холостого хода по сравнению с максимальным током нагрузки мал, можно с достаточной точностью считать, что

Например, уже при ошибка от пренебрежения током холостого хода не превышает

Чувствительность -- минимальная мощность входного сигнала, начинал с которого пропорционально изменяется ток нагрузки.

Максимальная мощность в нагрузке

Коэффициент полезного действия Рабочей цепи

Где--полное активное сопротивление рабочей цепи.

Постоянная времени характеризует быстродействие усилителя и определяется отношением индуктивности и активного сопротивления обмотки управления

Добротность Является универсальным параметром, учитывающим и коэффициент усиления и быстродействие:

Магнитные усилители по сравнению с другими типами усилителей обладают таким существенным преимуществом, как высокая стабильность во времени параметров и статической характеристики. Имея практически неограниченный срок службы, магнитные усилители не требуют регламентных работ и могут использоваться во взрыво - или пожароопасных условиях, а также при наличии радиоактивного излучения.

Максимальная мощность магнитных усилителей достигает сотен киловатт. Например, на Московском трансформаторном заводе еще в 1933 г. были изготовлены магнитные усилители мощностью 800 кВт для автоматического регулирования частоты вращения мощного асинхронного двигателя. Коэффициент усиления по мощности 100-ваттного магнитного усилителя при частоте питания 50 Гц обычно составляет 50--200. Для более мощных усилителей этот коэффициент увеличивается.

КПД простейших нереверсивных магнитных усилителей обычно лежит в пределах от 0,6 до 0,98. Коэффициент кратности магнитных усилителей в значительной степени зависит от материала сердечника. Для магнитных усилителей с сердечниками из трансформаторной стали, а с сердечниками из сплавов высокой магнитной проницаемости

Минимальное значение усиливаемой мощности составляет Вт для сердечников из трансформаторной стали и Вт для сердечников из сплавов высокой проницаемости. Статическая характеристика вход-выход магнитных усилителей с параллельным включением нагрузки (по рис. 22.11) имеет вид, показанный на рис. 22.15, Б. Она обратна характеристике усилителя с последовательной нагрузкой. Действительно, при управляющем сигналеиндуктивностьрабочей обмотки будет максимальной и, следовательно, ток в нагрузке будет иметь наибольшее значение. С ростом входного сигнала ток в нагрузке уменьшается, так как все большая часть тока питания ответвляется в рабочую обмотку, индуктивное сопротивление которой уменьшается.

Похожие статьи




Основные характеристики магнитных усилителей - Способы коррекции измерительных схем. Принцип действия электромагнитных усилителей, их характеристики

Предыдущая | Следующая