Онлайн журнал электрика. Магнитные усилители

Дроссельные нереверсивные магнитные усилители.

Оглавление

1. Исходные данные

2. Методика расчёта механических характеристик

3. Расчёт механических характеристик при изменениях напряжения, приложенного к двигателю

4. Выбор магнитного усилителя

5. Разработка эскизного проекта размеров трёхфазного магнитного усилителя на П - образных сердечниках

6. Методика и порядок построения эскизного проекта «Вид сбоку»

7. Методика и порядок построения эскизного проекта «Вид спереди»

8. Методика и порядок построения эскиза «Вид сверху»

9. Определение размеров и сечений обмоточных пространств магнитного усилителя

10.Выбор материала сердечника магнитопровода магнитного усилителя

11.Расчёт и выбор параметров рабочих обмоток

12.Выбор обмоточных проводов обмотки управления

13.Расчёт и построение характеристик управления магнитного усилителя

14.Выбор автоматических выключателей

15.Выбор магнитных пускателей

16.Список использованной литературы

Реферат

Магнитный усилитель, дроссельный электропривод, асинхронный двигатель, принципиальная схема, частота вращения ротора, механические характеристики, эскизный проект, поверочный расчет, выбор аппаратуры.

Объектом исследования и изучения является трехфазный магнитный усилитель и способ регулирования частоты вращения ротора кранового двигателя типа МТКР012 6с использованием магнитного усилителя.

Цель работы – изучить назначение и принцип действия магнитного усилителя, регулирование частоты вращения ротора кранового двигателя с использованием магнитного усилителя.

Методы исследования – аналитические и графические.

В курсовой работе был выполнен расчет трехфазного магнитного усилителя для регулирования частоты вращения ротора кранового двигателя типа МТКР012 6Построены механические характеристики асинхронного двигателя для различных значений (меньших номинального) питающего напряжения. Разработан эскизный проект трехфазного магнитного усилителя, построены эскизные проекты «Вид сбоку», «Вид спереди», «Вид сверху» в соответствии с габаритными размерами. Выполнен поверочный расчет магнитного усилителя. Выбрана аппаратура защиты и управления.

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.

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.

studfiles.net

Магнитные усилители » Портал инженера

Однажды я сидел у каталога технической библиотеки и просматривал одни из ящиков. Недалеко от меня за столиком с табличкой «Дежурный библиограф» работала женщина. К ней подошел юноша и сказал:– Простите, я не нашел в систематическом каталоге магнитных усилителей.– В каком разделе вы смотрели? – спросила в свою очередь библиограф.– В разделе «Усилители».– А какие усилители, в каком общем разделе?Молодой человек недоумевал:– В разделе радиотехники! Там всякие усилители были, и электронные, и транзисторные, а вот магнитных не было.– И не могло быть, – подтвердила библиограф.– Почему?– Потому что магнитные усилители надо смотреть в разделе «Автоматика».

Так начинается книга А. Г. Соболевского «Магнитный усилитель – что это такое?», изданная в 1963 году. Сегодня с трудом можно представить такой диалог. Может показаться, что речь идет о каких-то устаревших технологиях. Именно так хочется подумать, когда слышишь «Магнитный усилитель» или «Индуктивный делитель». На самом деле, и та, и другая технология используется и сегодня. Но в наши дни вряд ли можно встретить такого знающего библиотекаря, да и юношу с такими интересами – тоже. В книге, конечно, действительность сильно преукрашена, но сегодня подобного рода интереса у молодежи, как правило, не возникает. Прошло время технической романтики, это время закончилось разом где-то в 1988 году, когда на смену юношеским мечтам пришли реальные дела. Стало возможным зарабатывать деньги, а мечтать стало некогда.

Что-то говорить своими словами о магнитных усилителях смысла нет, когда есть такие замечательные книги. Разве что очень кратко. Представим себе дроссель с ферромагнитным сердечником, который включен в цепь переменного тока. Этот дроссель представляет собой реактивное сопротивление, которое ограничивает ток нагрузки. Сопротивление может быть довольно большим, тогда ток в нагрузке будет близким к нулю, нагрузку можно считать выключенной. Если теперь каким-то образом начать намагничивать сердечник, то можно подойти к его насыщению. При этом магнитная проницаемость уменьшится, одновременно уменьшится индуктивность и реактивное сопротивление. Ток нагрузки увеличится. Дроссель с насыщенным сердечником представляет собой очень незначительное сопротивление, его можно сравнить с открытым регулирующим элементом обычного усилителя. Для намагничивания сердечника обычно служит отдельная обмотка, которая называется управляющей. Это очень упрощенное представление, подробности можно узнать из книги.

Может показаться невероятным, но магнитный усилитель сегодня есть почти в каждом доме. Именно с его использованием чаще всего выполнен канал +3.3 В в недорогом компьютерном блоке питания формата ATX. Стоило мне протянуть руку и достать с полки плату старого компьютерного БП, как магнитный усилитель оказался прямо перед глазами.

Схемотехника узла формирования напряжения +3.3 В обычно следующая: используются те же отводы вторичной обмотки, что и для канала +5 В. Но выпрямитель канала +3.3 В подключен через насыщающийся дроссель. На фото это L3, он совсем маленький. В качестве опорного источника и усилителя ошибки служит микросхема IC6 типа TL431, в зависимости от выходного напряжения регулируется постоянная составляющая тока дросселя. И делает это маломощный транзистор Q4, в то время как ток нагрузки канала +3.3 В может достигать 10 А и более. Фактически, в этой схеме насыщающийся дроссель работает как ключ. Не буду сегодня углубляться в технические подробности, пост будет больше гуманитарный. Подробно принцип работы изложен в материалах юнитродовских семинаров, а конкретно в документе slup129.pdf Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера . Перевода этого документа я не встречал, были мысли его сделать, но, судя по всему, это работа в корзину.

Конечно, такая реализация – не единственная для канала +3.3 В. Иногда это напряжение получают с помощью полноценного ключевого понижающего преобразователя, но такое решение дорогое. Иногда основной трансформатор имеет дополнительные отводы вторичной обмотки, тогда канал +3.3 В построен аналогично каналам +5 В и +12 В, осуществляется их групповая стабилизация. Надо сказать, что при использовании магнитного усилителя канал +3.3 В имеет отдельную стабилизацию, которая работает значительно лучше групповой стабилизации. Групповая стабилизация, вместе с ее главным элементом, дросселем групповой стабилизации (ДГС) – благодатная почва для мифов. Про это я уже неоднократно писал. Считается, что ДГС улучшает межканальную стабилизацию даже в случае разных, но стационарных нагрузок на каналы. В действительности это не так, ДГС лишь улучшает реакцию на скачок нагрузки, и всё. Правда, здесь требуется существенное уточнение – это справедливо для случая, когда все каналы достаточно нагружены, чтобы ток в дросселе был непрерывным. Если же какой-то канал работает с очень малой нагрузкой, тут действие ДГС будет сказываться даже в стационарных условиях, но механизм его другой. Вообще, компьютерный БП проектировали инопланетяне, раз там так много непонятного. Например, обычно вызывает затруднение вопрос, почему на всех каналах после ДГС стоит фильтрующая емкость, а уже после нее идет второе звено LC-фильтра, но на одном канале (иногда это +5 В, иногда + 12 В) после ДГС емкости нет, а сразу стоит небольшая индуктивность.

Если с магнитным усилителем все так хорошо, то почему его не применяют наши разработчики импульсных источников питания, ведь задача получения сразу нескольких напряжений не такая и редкая? Ответа на этот вопрос у меня нет.

Где еще применяются магнитные усилители? В тепловозах. Там они используются для регулировки тока возбуждения тягового генератора. Ниже показан фрагмент схемы тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ10М. На этой схеме магнитный усилитель с самоподмагничиванием, называемый «амплистат», обозначен буквами АВ. Аналогично построена схема управления генератором дизель-электрических экскаваторов.

Говорят, что магнитные усилители применяют для плавного включения и выключения освещения концертных залов и кинотеатров. Не знаю, насколько это сегодня соответствует действительности, но в прошлом так вполне могли делать. Суммарная мощность осветительных ламп – много киловатт, магнитный усилитель может управлять ими с минимальными потерями.

Применялись магнитные усилители и в бытовой технике. Где-то в 1965 году был начат выпуск радиолы «Гамма-М». Особенностью этой радиолы была встроенная цветомузыкальная приставка. Для управления гирляндами лампочек там использовались магнитные усилители. Радиола ламповая, транзисторы использовались только в схеме цветомузыкальной приставки. Описание радиолы есть в журнале «Радио», №2 за 1966 год.Там же приведены и принципиальные схемы. Внешне дроссели магнитного усилителя выглядели так, на фото они справа, три одинаковых: С радиолой «Гамма-М» связан интересный факт – она появляется в кадрах знаменитого фильма «Бриллиантовая рука». Радиола находится в каюте капитана. Это из серии «Магнитные усилители в кинематографе».

Где в радиолюбительской практике можно применить магнитный усилитель? Конечно, раз до этого обходились без него, можно обходиться и дальше. Но было бы весело продемонстрировать довольно редкую на сегодняшний день технологию. Не знаю, например, можно попробовать заставить магнитный усилитель работать в паяльной станции. Взять электронный трансформатор (какой-нибудь Taschibra), запитать от него паяльник переменным напряжением через насыщающийся дроссель, а с помощью небольшого управляющего тока управлять нагревом. Можно быть уверенным – такой модной паяльной станции нет больше ни у кого :)

Источник: https://leoniv.livejournal.com  

Обсудить на форуме

ingeneryi.info

Магнитный усилитель — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Магнитный усилитель — это электромагнитное устройство, работа которого основана на использовании нелинейных магнитных свойств ферромагнитных материалов[1] и предназначенное для усиления или преобразования электрических сигналов[2]. Применяется в системах автоматического регулирования, управления и контроля[3].

Разновидности

• дроссельный магнитный усилитель;
• магнитный усилитель с самонасыщением (МУС),
• дифференциальный магнитный усилитель

Принцип действия

Дроссельный магнитный усилитель

Работа магнитного усилителя основана на нелинейности характеристики намагничивания магнитопровода. На крайних стержнях магнитного усилителя находится рабочая обмотка, которая состоит из двух катушек, соединённых последовательно и встречно. Встречное включение рабочих обмоток необходимо для того, чтобы суммарная ЭДС в обмотке управления, наводимая от рабочей обмотки, была равна нулю. На среднем стержне размещается обмотка управления из большого количества витков W=. Если ток в неё не подаётся, а к рабочей обмотке, соединённой последовательно с нагрузкой, подведено переменное напряжение U~, то из-за малого количества витков W~ магнитопровод не насыщается, и почти всё напряжение падает на реактивном сопротивлении рабочих обмоток Z~. На нагрузке в этом случае выделяется малая мощность. Если теперь пропустить по обмотке управления ток Iу, то даже при небольшом его значении (из-за большого W=), возникает насыщение магнитопровода. В результате реактивное сопротивление рабочей обмотки резко уменьшается, а величина тока в цепи — увеличивается. Таким образом, посредством малых сигналов в обмотке управления можно управлять значительной величиной мощности в рабочей цепи магнитного усилителя. Но подобная конструкция МУ обладает рядом недостатков: малым усилением и нелинейностью, поскольку при малых токах управления рабочий ток также будет небольшим (это связно с нелинейностью в начале нагрузочной характеристики МУ и следовательно малым её наклоном), в цепи нагрузки при нулевом токе управления будет присутствовать ненулевой ток (ток холостого хода) кроме того рабочий ток не будет зависеть от полярности тока управления. Для увеличения коэффициента усиления и введения зависимости рабочего тока от полярности тока управления в МУ применяют дополнительную обмотку, т.н. «обмотку смещения», подавая на которую постоянное напряжение от отдельного источника можно выбрать рабочую точку МУ (точку при токе управления равном нулю), чем можно добиться линейной зависимости рабочего тока управления и существенного увеличения коэффициента усиления, а также зависимости рабочего тока от полярности тока управления, при этом в зависимости от соотношения полярности напряжений на обмотке управления и обмотке смещения нагрузочная характеристика будет смещаться: при согласном включении обмоток - происходит смещение характеристики влево (см. рис), а при встречном - право.

В простейшем случае магнитный усилитель — это управляемая постоянным током катушка индуктивности (дроссель), которая включается в цепь переменного тока последовательно с сопротивлением нагрузки.

Магнитный усилитель с самонасыщением

Включение в цепь выходной обмотки полупроводниковых вентилей — диодов приводит к насыщению сердечника, поскольку по обмоткам будет протекать ток одного направления, а в моменты спадания намагничивающего тока в сердечнике будет присутствовать остаточная намагниченность. Управляющая обмотка создаёт поле, которое размагничивает сердечник.

Обратные связи в магнитном усилителе

Для увеличения коэффициента усиления МУ в них вводят обратную связь (ОС), при этом обратная связь может быть двух типов:

• внешней обратной связью
• внутренней обратной связью

При внешней ОС вводится дополнительная обмотка , которую также наматывают на средний сердечник магнитопровода, как и обмотки управления и смещения. При этом обмотки ОС включаются в цепь рабочих обмоток таким образом, что при увеличении тока управления и значит рабочего тока ток в обмотке ОС также возрастал, дополнительно подмагничивая сердечник и ещё более увеличивая рабочий ток. При этом ток в цепи рабочей обмотке является переменным, тогда как в цепи обмотки ОС должен быть постоянным, поэтому последнюю включают в последовательно в цепь с рабочей обмотки через диодный мост.

При использовании МУ с внутренней ОС рабочие обмотки включаются через разнонаправленные выпрямительные диоды, а нагрузка включается между клеммой сети и общей точкой обмотки, т.о. в один полупериод нагрузка питается от одной обмотки, а в другой полупериод - от второй обмотки, в каждой рабочей обмотке протекает знакопостоянный ток (при этом обмотки так соединяются так, что их поток намагничивания был направлен в одну сторону), дополнительно подмагничивая сердечник и этим самым ещё более увеличивая ток в рабочих обмотках.

В обоих случаях обратная связь в одном направлении полярности на обмотке управления МУ является положительной: при увеличении тока управления сердечник подмагничивается, рабочий ток возрастает, с помощью обратной связи ещё более намагничивая сердечник, тем самым ещё более увеличивая выходной ток; при противоположном напряжении на обмотке управления ОС становится отрицательной. Т.о. нагрузочная характеристика становится более несимметричной, коэффициент усиления на обратной ветви становится очень малым, на прямой - сильно возрастает, достигая 1000, а в отдельных случаях до 3000-5000.

Дифференциальный магнитный усилитель

Для того, чтобы управлять направлением тока в нагрузке с большим коэффициентом усиления и очень линейной нагрузочной характеристикой с малым током холостого хода применяются дифференциальные магнитные усилители. Дифференциальный МУ - это комбинация из двух МУ (с обмотками ОС, смещения), включенных так, что с одной стороны их рабочие обмотки включаются встречно и к ним подключается нагрузка, с другой стороны нагрузка подключается к средней точке питающего трансформатора (две остальные его клеммы питают цепь рабочих обмоток). Обмотки управления обоих МУ включаются последовательно встречно и при подаче управляющего напряжения один магнитный усилитель будет работать с ПОС, другой - ООС, в результате суммарная характеристика будет близка к характеристике МУ, работающего с ПОС, при уменьшении по модулю тока управления интенсивность МУ с ПОС уменьшается, а МУ с ООС увеличивается, при этом характеристика линейно стремится к нулю, при изменении знака роли МУ меняются, а характеристика имеет также такую же линейность в противоположной области. Подобные ДМУ могут применяться для управления асинхронными электродвигателями, поэтому их иногда называют реверсивными МУ.

Характеристики

Применение

Основное назначение — управление силовым электроприводом (распространены в строительной технике), также применялись в бытовых стабилизаторах переменного напряжения, бесконтактных реле, для модуляции сигналов, для удвоения частоты, в регуляторах яркости осветительных приборов киноконцертных залов, в двоичной ЭВМ ЛЭМ-1 Л. И. Гутенмахера и в троичных ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь-70» Н. П. Брусенцова, управлении мощными электродвигателями, например в прокатных станах, в цепях управления тепловоза[4][5][6]. Магнитные усилители во многих областях электротехники и электроники были вытеснены активными полупроводниковыми приборами, но и сейчас они применяются в ряде областей.

По-прежнему магнитные усилители используются в системах усиления постоянных токов от тензодатчиковов. Гибридные устройства, включающие миниатюрный магнитный усилитель и полупроводниковый усилитель, обладают малым дрейфом нуля и высокой точностью.

Магнитный усилитель позволяет бесконтактно измерять постоянные токи в линиях электропередач. В последнее время для этого всё чаще применяют более компактные датчики Холла.

Напишите отзыв о статье "Магнитный усилитель"

Примечания

1. ↑ Розенблат, 1963, с. 7.
2. ↑ Ройзен, 1961, с. 3.
3. ↑ Розенблат, 1963, с. 22.
4. ↑ [emag.iis.ru/arc/infosoc/emag.nsf/f0c3e40261f64c5b432567c80065e37d/72de119fdb628501c3257193004180c8?OpenDocument Международная конференция SORUCOM.2006, Сборник материалов, Брусенцов Николай Петрович, МГУ, ВМиК, [email protected], Троичные ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь 70»]
5. ↑ [www.trinitas.ru/rus/doc/0226/002a/02260054.htm Академия тринитаризма] Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
6. ↑ [protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=143553 ГОСТ 17561-84] МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. УСИЛИТЕЛИ МАГНИТНЫЕ. Термины и определения

Литература

• Ройзен С. С., Медникова И. И. Применение магнитных усилителей в автоматизированном электроприводе постоянного тока. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1961. — 120 с.
• Розенблат М. А. Магнитные усилители и модуляторы. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 112 с.
• Аттура Г. М. Магнитные усилители. Пер. с англ.. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 288 с.
• Соболевский А. Г. Магнитный усилитель — что это такое?. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 48 с.

Ссылки

• [www.155la3.ru/magnit_amplifier.htm Музей электронных раритетов — Магнитные усилители]

Отрывок, характеризующий Магнитный усилитель

– Да ведь вы очень дружны с Болконским, верно что нибудь передать хочет, – сказал граф. – Ах, Боже мой, Боже мой! Как всё хорошо было! – И взявшись за редкие виски седых волос, граф вышел из комнаты. Марья Дмитриевна объявила Наташе о том, что Анатоль был женат. Наташа не хотела верить ей и требовала подтверждения этого от самого Пьера. Соня сообщила это Пьеру в то время, как она через коридор провожала его в комнату Наташи. Наташа, бледная, строгая сидела подле Марьи Дмитриевны и от самой двери встретила Пьера лихорадочно блестящим, вопросительным взглядом. Она не улыбнулась, не кивнула ему головой, она только упорно смотрела на него, и взгляд ее спрашивал его только про то: друг ли он или такой же враг, как и все другие, по отношению к Анатолю. Сам по себе Пьер очевидно не существовал для нее. – Он всё знает, – сказала Марья Дмитриевна, указывая на Пьера и обращаясь к Наташе. – Он пускай тебе скажет, правду ли я говорила. Наташа, как подстреленный, загнанный зверь смотрит на приближающихся собак и охотников, смотрела то на того, то на другого. – Наталья Ильинична, – начал Пьер, опустив глаза и испытывая чувство жалости к ней и отвращения к той операции, которую он должен был делать, – правда это или не правда, это для вас должно быть всё равно, потому что… – Так это не правда, что он женат! – Нет, это правда. – Он женат был и давно? – спросила она, – честное слово? Пьер дал ей честное слово. – Он здесь еще? – спросила она быстро. – Да, я его сейчас видел. Она очевидно была не в силах говорить и делала руками знаки, чтобы оставили ее.

Пьер не остался обедать, а тотчас же вышел из комнаты и уехал. Он поехал отыскивать по городу Анатоля Курагина, при мысли о котором теперь вся кровь у него приливала к сердцу и он испытывал затруднение переводить дыхание. На горах, у цыган, у Comoneno – его не было. Пьер поехал в клуб. В клубе всё шло своим обыкновенным порядком: гости, съехавшиеся обедать, сидели группами и здоровались с Пьером и говорили о городских новостях. Лакей, поздоровавшись с ним, доложил ему, зная его знакомство и привычки, что место ему оставлено в маленькой столовой, что князь Михаил Захарыч в библиотеке, а Павел Тимофеич не приезжали еще. Один из знакомых Пьера между разговором о погоде спросил у него, слышал ли он о похищении Курагиным Ростовой, про которое говорят в городе, правда ли это? Пьер, засмеявшись, сказал, что это вздор, потому что он сейчас только от Ростовых. Он спрашивал у всех про Анатоля; ему сказал один, что не приезжал еще, другой, что он будет обедать нынче. Пьеру странно было смотреть на эту спокойную, равнодушную толпу людей, не знавшую того, что делалось у него в душе. Он прошелся по зале, дождался пока все съехались, и не дождавшись Анатоля, не стал обедать и поехал домой. Анатоль, которого он искал, в этот день обедал у Долохова и совещался с ним о том, как поправить испорченное дело. Ему казалось необходимо увидаться с Ростовой. Вечером он поехал к сестре, чтобы переговорить с ней о средствах устроить это свидание. Когда Пьер, тщетно объездив всю Москву, вернулся домой, камердинер доложил ему, что князь Анатоль Васильич у графини. Гостиная графини была полна гостей. Пьер не здороваясь с женою, которую он не видал после приезда (она больше чем когда нибудь ненавистна была ему в эту минуту), вошел в гостиную и увидав Анатоля подошел к нему. – Ah, Pierre, – сказала графиня, подходя к мужу. – Ты не знаешь в каком положении наш Анатоль… – Она остановилась, увидав в опущенной низко голове мужа, в его блестящих глазах, в его решительной походке то страшное выражение бешенства и силы, которое она знала и испытала на себе после дуэли с Долоховым. – Где вы – там разврат, зло, – сказал Пьер жене. – Анатоль, пойдемте, мне надо поговорить с вами, – сказал он по французски. Анатоль оглянулся на сестру и покорно встал, готовый следовать за Пьером. Пьер, взяв его за руку, дернул к себе и пошел из комнаты. – Si vous vous permettez dans mon salon, [Если вы позволите себе в моей гостиной,] – шопотом проговорила Элен; но Пьер, не отвечая ей вышел из комнаты. Анатоль шел за ним обычной, молодцоватой походкой. Но на лице его было заметно беспокойство. Войдя в свой кабинет, Пьер затворил дверь и обратился к Анатолю, не глядя на него. – Вы обещали графине Ростовой жениться на ней и хотели увезти ее? – Мой милый, – отвечал Анатоль по французски (как и шел весь разговор), я не считаю себя обязанным отвечать на допросы, делаемые в таком тоне. Лицо Пьера, и прежде бледное, исказилось бешенством. Он схватил своей большой рукой Анатоля за воротник мундира и стал трясти из стороны в сторону до тех пор, пока лицо Анатоля не приняло достаточное выражение испуга. – Когда я говорю, что мне надо говорить с вами… – повторял Пьер. – Ну что, это глупо. А? – сказал Анатоль, ощупывая оторванную с сукном пуговицу воротника. – Вы негодяй и мерзавец, и не знаю, что меня воздерживает от удовольствия разможжить вам голову вот этим, – говорил Пьер, – выражаясь так искусственно потому, что он говорил по французски. Он взял в руку тяжелое пресспапье и угрожающе поднял и тотчас же торопливо положил его на место. – Обещали вы ей жениться? – Я, я, я не думал; впрочем я никогда не обещался, потому что… Пьер перебил его. – Есть у вас письма ее? Есть у вас письма? – повторял Пьер, подвигаясь к Анатолю. Анатоль взглянул на него и тотчас же, засунув руку в карман, достал бумажник. Пьер взял подаваемое ему письмо и оттолкнув стоявший на дороге стол повалился на диван. – Je ne serai pas violent, ne craignez rien, [Не бойтесь, я насилия не употреблю,] – сказал Пьер, отвечая на испуганный жест Анатоля. – Письма – раз, – сказал Пьер, как будто повторяя урок для самого себя. – Второе, – после минутного молчания продолжал он, опять вставая и начиная ходить, – вы завтра должны уехать из Москвы. – Но как же я могу… – Третье, – не слушая его, продолжал Пьер, – вы никогда ни слова не должны говорить о том, что было между вами и графиней. Этого, я знаю, я не могу запретить вам, но ежели в вас есть искра совести… – Пьер несколько раз молча прошел по комнате. Анатоль сидел у стола и нахмурившись кусал себе губы. – Вы не можете не понять наконец, что кроме вашего удовольствия есть счастье, спокойствие других людей, что вы губите целую жизнь из того, что вам хочется веселиться. Забавляйтесь с женщинами подобными моей супруге – с этими вы в своем праве, они знают, чего вы хотите от них. Они вооружены против вас тем же опытом разврата; но обещать девушке жениться на ней… обмануть, украсть… Как вы не понимаете, что это так же подло, как прибить старика или ребенка!… Пьер замолчал и взглянул на Анатоля уже не гневным, но вопросительным взглядом. – Этого я не знаю. А? – сказал Анатоль, ободряясь по мере того, как Пьер преодолевал свой гнев. – Этого я не знаю и знать не хочу, – сказал он, не глядя на Пьера и с легким дрожанием нижней челюсти, – но вы сказали мне такие слова: подло и тому подобное, которые я comme un homme d'honneur [как честный человек] никому не позволю. Пьер с удивлением посмотрел на него, не в силах понять, чего ему было нужно. – Хотя это и было с глазу на глаз, – продолжал Анатоль, – но я не могу… – Что ж, вам нужно удовлетворение? – насмешливо сказал Пьер. – По крайней мере вы можете взять назад свои слова. А? Ежели вы хотите, чтоб я исполнил ваши желанья. А? – Беру, беру назад, – проговорил Пьер и прошу вас извинить меня. Пьер взглянул невольно на оторванную пуговицу. – И денег, ежели вам нужно на дорогу. – Анатоль улыбнулся. Это выражение робкой и подлой улыбки, знакомой ему по жене, взорвало Пьера. – О, подлая, бессердечная порода! – проговорил он и вышел из комнаты. На другой день Анатоль уехал в Петербург.

Пьер поехал к Марье Дмитриевне, чтобы сообщить об исполнении ее желанья – об изгнании Курагина из Москвы. Весь дом был в страхе и волнении. Наташа была очень больна, и, как Марья Дмитриевна под секретом сказала ему, она в ту же ночь, как ей было объявлено, что Анатоль женат, отравилась мышьяком, который она тихонько достала. Проглотив его немного, она так испугалась, что разбудила Соню и объявила ей то, что она сделала. Во время были приняты нужные меры против яда, и теперь она была вне опасности; но всё таки слаба так, что нельзя было думать везти ее в деревню и послано было за графиней. Пьер видел растерянного графа и заплаканную Соню, но не мог видеть Наташи. Пьер в этот день обедал в клубе и со всех сторон слышал разговоры о попытке похищения Ростовой и с упорством опровергал эти разговоры, уверяя всех, что больше ничего не было, как только то, что его шурин сделал предложение Ростовой и получил отказ. Пьеру казалось, что на его обязанности лежит скрыть всё дело и восстановить репутацию Ростовой. Он со страхом ожидал возвращения князя Андрея и каждый день заезжал наведываться о нем к старому князю. Князь Николай Андреич знал через m lle Bourienne все слухи, ходившие по городу, и прочел ту записку к княжне Марье, в которой Наташа отказывала своему жениху. Он казался веселее обыкновенного и с большим нетерпением ожидал сына. Чрез несколько дней после отъезда Анатоля, Пьер получил записку от князя Андрея, извещавшего его о своем приезде и просившего Пьера заехать к нему. Князь Андрей, приехав в Москву, в первую же минуту своего приезда получил от отца записку Наташи к княжне Марье, в которой она отказывала жениху (записку эту похитила у княжны Марьи и передала князю m lle Вourienne) и услышал от отца с прибавлениями рассказы о похищении Наташи. Князь Андрей приехал вечером накануне. Пьер приехал к нему на другое утро. Пьер ожидал найти князя Андрея почти в том же положении, в котором была и Наташа, и потому он был удивлен, когда, войдя в гостиную, услыхал из кабинета громкий голос князя Андрея, оживленно говорившего что то о какой то петербургской интриге. Старый князь и другой чей то голос изредка перебивали его. Княжна Марья вышла навстречу к Пьеру. Она вздохнула, указывая глазами на дверь, где был князь Андрей, видимо желая выразить свое сочувствие к его горю; но Пьер видел по лицу княжны Марьи, что она была рада и тому, что случилось, и тому, как ее брат принял известие об измене невесты. – Он сказал, что ожидал этого, – сказала она. – Я знаю, что гордость его не позволит ему выразить своего чувства, но всё таки лучше, гораздо лучше он перенес это, чем я ожидала. Видно, так должно было быть…

wiki-org.ru

Магнитный усилитель — Википедия РУ

Дроссельный магнитный усилитель

Работа магнитного усилителя основана на нелинейности характеристики намагничивания магнитопровода.

На крайних стержнях магнитного усилителя находится рабочая обмотка, которая состоит из двух катушек, соединённых последовательно и встречно.

Встречное включение рабочих обмоток необходимо для того, чтобы суммарная ЭДС в обмотке управления, наводимая от рабочей обмотки, была равна нулю. На среднем стержне размещается обмотка управления из большого количества витков W=. Если ток в неё не подаётся, а к рабочей обмотке, соединённой последовательно с нагрузкой, подведено переменное напряжение U~, то из-за малого количества витков W~ магнитопровод не насыщается, и почти всё напряжение падает на реактивном сопротивлении рабочих обмоток Z~. На нагрузке в этом случае выделяется малая мощность. Если теперь пропустить по обмотке управления ток Iу, то даже при небольшом его значении (из-за большого W=), возникает насыщение магнитопровода. В результате реактивное сопротивление рабочей обмотки резко уменьшается, а величина тока в цепи — увеличивается. Таким образом, посредством малых сигналов в обмотке управления можно управлять значительной величиной мощности в рабочей цепи магнитного усилителя.

Но подобная конструкция МУ обладает рядом недостатков: малым усилением и нелинейностью, поскольку при малых токах управления рабочий ток также будет небольшим (это связно с нелинейностью в начале нагрузочной характеристики МУ и следовательно малым её наклоном), в цепи нагрузки при нулевом токе управления будет присутствовать ненулевой ток (ток холостого хода) кроме того рабочий ток не будет зависеть от полярности тока управления. Для увеличения коэффициента усиления и введения зависимости рабочего тока от полярности тока управления в МУ применяют дополнительную обмотку, т.н. «обмотку смещения», подавая на которую постоянное напряжение от отдельного источника можно выбрать рабочую точку МУ (точку при токе управления равном нулю), чем можно добиться линейной зависимости рабочего тока управления и существенного увеличения коэффициента усиления, а также зависимости рабочего тока от полярности тока управления, при этом в зависимости от соотношения полярности напряжений на обмотке управления и обмотке смещения нагрузочная характеристика будет смещаться: при согласном включении обмоток - происходит смещение характеристики влево (см. рис), а при встречном - право.

В простейшем случае магнитный усилитель — это управляемая постоянным током катушка индуктивности (дроссель), которая включается в цепь переменного тока последовательно с сопротивлением нагрузки.

• Дроссельный магнитный усилитель без обмотки смещения

• Нагрузочная характеристика МУ без обмотки смещения

• Дроссельный магнитный усилитель с обмоткой смещения

• Нагрузочная характеристика МУ с обмоткой смещения

Магнитный усилитель с самонасыщением

Включение в цепь выходной обмотки полупроводниковых вентилей — диодов приводит к насыщению сердечника, поскольку по обмоткам будет протекать ток одного направления, а в моменты спадания намагничивающего тока в сердечнике будет присутствовать остаточная намагниченность. Управляющая обмотка создаёт поле, которое размагничивает сердечник.

Обратные связи в магнитном усилителе

Для увеличения коэффициента усиления МУ в них вводят обратную связь (ОС), при этом обратная связь может быть двух типов:

• внешней обратной связью
• внутренней обратной связью

При внешней ОС вводится дополнительная обмотка , которую также наматывают на средний сердечник магнитопровода, как и обмотки управления и смещения. При этом обмотки ОС включаются в цепь рабочих обмоток таким образом, чтобы при увеличении тока управления и, значит, рабочего тока ток в обмотке ОС также возрастал, дополнительно подмагничивая сердечник и ещё более увеличивая рабочий ток. При этом ток в цепи рабочей обмотки является переменным, тогда как в цепи обмотки ОС должен быть постоянным, поэтому последнюю включают последовательно в цепь с рабочей обмоткой через диодный мост.

  МУ с внешней ОС и его нагрузочная характеристика

При использовании МУ с внутренней ОС рабочие обмотки включаются через разнонаправленные выпрямительные диоды, а нагрузка включается между клеммой сети и общей точкой обмотки, т.о. в один полупериод нагрузка питается от одной обмотки, а в другой полупериод - от второй обмотки, в каждой рабочей обмотке протекает знакопостоянный ток (при этом обмотки так соединяются так, что их поток намагничивания был направлен в одну сторону), дополнительно подмагничивая сердечник и этим самым ещё более увеличивая ток в рабочих обмотках.

В обоих случаях обратная связь в одном направлении полярности на обмотке управления МУ является положительной: при увеличении тока управления сердечник подмагничивается, рабочий ток возрастает, с помощью обратной связи ещё более намагничивая сердечник, тем самым ещё более увеличивая выходной ток; при противоположном напряжении на обмотке управления ОС становится отрицательной. Т.о. нагрузочная характеристика становится более несимметричной, коэффициент усиления на обратной ветви становится очень малым, на прямой — сильно возрастает, достигая 1000, а в отдельных случаях до 3000 - 5000.

Дифференциальный магнитный усилитель

Для того, чтобы управлять направлением тока в нагрузке с большим коэффициентом усиления и очень линейной нагрузочной характеристикой с малым током холостого хода применяются дифференциальные магнитные усилители. Дифференциальный МУ - это комбинация из двух МУ (с обмотками ОС, смещения), включенных так, что с одной стороны их рабочие обмотки включаются встречно и к ним подключается нагрузка, с другой стороны нагрузка подключается к средней точке питающего трансформатора (две остальные его клеммы питают цепь рабочих обмоток). Обмотки управления обоих МУ включаются последовательно встречно и при подаче управляющего напряжения один магнитный усилитель будет работать с ПОС, другой - ООС, в результате суммарная характеристика будет близка к характеристике МУ, работающего с ПОС, при уменьшении по модулю тока управления интенсивность МУ с ПОС уменьшается, а МУ с ООС увеличивается, при этом характеристика линейно стремится к нулю, при изменении знака роли МУ меняются, а характеристика имеет также такую же линейность в противоположной области. Подобные ДМУ могут применяться для управления асинхронными электродвигателями, поэтому их иногда называют реверсивными МУ.

Основное назначение — управление силовым электроприводом (распространены в строительной технике), также применялись в бытовых стабилизаторах переменного напряжения, бесконтактных реле, для модуляции сигналов, для удвоения частоты, в регуляторах яркости осветительных приборов киноконцертных залов, в двоичной ЭВМ ЛЭМ-1 Л. И. Гутенмахера и в троичных ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь-70» Н. П. Брусенцова, управлении мощными электродвигателями, например в прокатных станах, в цепях управления тепловоза[4][5][6]. Магнитные усилители во многих областях электротехники и электроники были вытеснены активными полупроводниковыми приборами, но и сейчас они применяются в ряде областей.

По-прежнему магнитные усилители используются в системах усиления постоянных токов от тензодатчиковов. Гибридные устройства, включающие миниатюрный магнитный усилитель и полупроводниковый усилитель, обладают малым дрейфом нуля и высокой точностью.

Магнитный усилитель позволяет бесконтактно измерять постоянные токи в линиях электропередач. В последнее время для этого всё чаще применяют более компактные датчики Холла.

http-wikipediya.ru

Магнитные усилители - The virtual drink

Однажды я сидел у каталога технической библиотеки и просматривал одни из ящиков. Недалеко от меня за столиком с табличкой «Дежурный библиограф» работала женщина. К ней подошел юноша и сказал:– Простите, я не нашел в систематическом каталоге магнитных усилителей.– В каком разделе вы смотрели? – спросила в свою очередь библиограф.– В разделе «Усилители».– А какие усилители, в каком общем разделе?Молодой человек недоумевал:– В разделе радиотехники! Там всякие усилители были, и электронные, и транзисторные, а вот магнитных не было.– И не могло быть, – подтвердила библиограф.– Почему?– Потому что магнитные усилители надо смотреть в разделе «Автоматика».

Так начинается книга А. Г. Соболевского «Магнитный усилитель – что это такое?», изданная в 1963 году. Сегодня с трудом можно представить такой диалог. Может показаться, что речь идет о каких-то устаревших технологиях. Именно так хочется подумать, когда слышишь «Магнитный усилитель» или «Индуктивный делитель». На самом деле, и та, и другая технология используется и сегодня. Но в наши дни вряд ли можно встретить такого знающего библиотекаря, да и юношу с такими интересами – тоже. В книге, конечно, действительность сильно преукрашена, но сегодня подобного рода интереса у молодежи, как правило, не возникает. Прошло время технической романтики, это время закончилось разом где-то в 1988 году, когда на смену юношеским мечтам пришли реальные дела. Стало возможным зарабатывать деньги, а мечтать стало некогда.

Что-то говорить своими словами о магнитных усилителях смысла нет, когда есть такие замечательные книги. Разве что очень кратко. Представим себе дроссель с ферромагнитным сердечником, который включен в цепь переменного тока. Этот дроссель представляет собой реактивное сопротивление, которое ограничивает ток нагрузки. Сопротивление может быть довольно большим, тогда ток в нагрузке будет близким к нулю, нагрузку можно считать выключенной. Если теперь каким-то образом начать намагничивать сердечник, то можно подойти к его насыщению. При этом магнитная проницаемость уменьшится, одновременно уменьшится индуктивность и реактивное сопротивление. Ток нагрузки увеличится. Дроссель с насыщенным сердечником представляет собой очень незначительное сопротивление, его можно сравнить с открытым регулирующим элементом обычного усилителя. Для намагничивания сердечника обычно служит отдельная обмотка, которая называется управляющей. Это очень упрощенное представление, подробности можно узнать из книги.

Может показаться невероятным, но магнитный усилитель сегодня есть почти в каждом доме. Именно с его использованием чаще всего выполнен канал +3.3 В в недорогом компьютерном блоке питания формата ATX. Стоило мне протянуть руку и достать с полки плату старого компьютерного БП, как магнитный усилитель оказался прямо перед глазами.

Схемотехника узла формирования напряжения +3.3 В обычно следующая: используются те же отводы вторичной обмотки, что и для канала +5 В. Но выпрямитель канала +3.3 В подключен через насыщающийся дроссель. На фото это L3, он совсем маленький. В качестве опорного источника и усилителя ошибки служит микросхема IC6 типа TL431, в зависимости от выходного напряжения регулируется постоянная составляющая тока дросселя. И делает это маломощный транзистор Q4, в то время как ток нагрузки канала +3.3 В может достигать 10 А и более.

Фактически, в этой схеме насыщающийся дроссель работает как ключ. Не буду сегодня углубляться в технические подробности, пост будет больше гуманитарный. Подробно принцип работы изложен в материалах юнитродовских семинаров, а конкретно в документе slup129.pdf. Перевода этого документа я не встречал, были мысли его сделать, но, судя по всему, это работа в корзину.

Upd: частичный перевод статьи все-таки есть.

Конечно, такая реализация – не единственная для канала +3.3 В. Иногда это напряжение получают с помощью полноценного ключевого понижающего преобразователя, но такое решение дорогое. Иногда основной трансформатор имеет дополнительные отводы вторичной обмотки, тогда канал +3.3 В построен аналогично каналам +5 В и +12 В, осуществляется их групповая стабилизация. Надо сказать, что при использовании магнитного усилителя канал +3.3 В имеет отдельную стабилизацию, которая работает значительно лучше групповой стабилизации. Групповая стабилизация, вместе с ее главным элементом, дросселем групповой стабилизации (ДГС) – благодатная почва для мифов. Про это я уже неоднократно писал. Считается, что ДГС улучшает межканальную стабилизацию даже в случае разных, но стационарных нагрузок на каналы. В действительности это не так, ДГС лишь улучшает реакцию на скачок нагрузки, и всё. Правда, здесь требуется существенное уточнение – это справедливо для случая, когда все каналы достаточно нагружены, чтобы ток в дросселе был непрерывным. Если же какой-то канал работает с очень малой нагрузкой, тут действие ДГС будет сказываться даже в стационарных условиях, но механизм его другой. Вообще, компьютерный БП проектировали инопланетяне, раз там так много непонятного. Например, обычно вызывает затруднение вопрос, почему на всех каналах после ДГС стоит фильтрующая емкость, а уже после нее идет второе звено LC-фильтра, но на одном канале (иногда это +5 В, иногда + 12 В) после ДГС емкости нет, а сразу стоит небольшая индуктивность.

Если с магнитным усилителем все так хорошо, то почему его не применяют наши разработчики импульсных источников питания, ведь задача получения сразу нескольких напряжений не такая и редкая? Ответа на этот вопрос у меня нет.

Где еще применяются магнитные усилители? В тепловозах. Там они используются для регулировки тока возбуждения тягового генератора. Ниже показан фрагмент схемы тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ10М.

На этой схеме магнитный усилитель с самоподмагничиванием, называемый «амплистат», обозначен буквами АВ.

Аналогично построена схема управления генератором дизель-электрических экскаваторов.

Говорят, что магнитные усилители применяют для плавного включения и выключения освещения концертных залов и кинотеатров. Не знаю, насколько это сегодня соответствует действительности, но в прошлом так вполне могли делать. Суммарная мощность осветительных ламп – много киловатт, магнитный усилитель может управлять ими с минимальными потерями.

Применялись магнитные усилители и в бытовой технике. Где-то в 1965 году был начат выпуск радиолы «Гамма-М». Особенностью этой радиолы была встроенная цветомузыкальная приставка.

Для управления гирляндами лампочек там использовались магнитные усилители. Радиола ламповая, транзисторы использовались только в схеме цветомузыкальной приставки. Описание радиолы есть в журнале «Радио», №2 за 1966 год.

Там же приведены и принципиальные схемы.

Внешне дроссели магнитного усилителя выглядели так, на фото они справа, три одинаковых:

С радиолой «Гамма-М» связан интересный факт – она появляется в кадрах знаменитого фильма «Бриллиантовая рука». Радиола находится в каюте капитана. Это из серии «Магнитные усилители в кинематографе».

Где в радиолюбительской практике можно применить магнитный усилитель? Конечно, раз до этого обходились без него, можно обходиться и дальше. Но было бы весело продемонстрировать довольно редкую на сегодняшний день технологию. Не знаю, например, можно попробовать заставить магнитный усилитель работать в паяльной станции. Взять электронный трансформатор (какой-нибудь Taschibra), запитать от него паяльник переменным напряжением через насыщающийся дроссель, а с помощью небольшого управляющего тока управлять нагревом. Можно быть уверенным – такой модной паяльной станции нет больше ни у кого :)

leoniv.livejournal.com

Магнитный усилитель - это... Что такое Магнитный усилитель?

        усилитель электрических сигналов, основанный на использовании присущей ферромагнитным материалам нелинейной зависимости магнитной индукции В от напряжённости магнитного поля Н. Управляемыми элементами в М. у. являются индуктивности катушки (См. Индуктивности катушка) с ферромагнитными сердечниками, в которых действуют 2 переменных магнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое — с частотой усиливаемого сигнала. Простейший М. у. состоит из 2 замкнутых магнитопроводов, обмотки которых W1 включены последовательно и питаются от источника переменного напряжения Магнитный усилитель U (рис.). Вторичные обмотки W2 включаются последовательно и навстречу друг другу, поэтому замыкание обмоток W2 на небольшое сопротивление не вызывает какого-либо изменения силы тока i1 в первичных обмотках. Если по обмоткам W2 пропустить постоянный ток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамическая магнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность L1 первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает. Устройство, собранное по схеме на рисунке (без сопротивления нагрузки RH), называется управляемым дросселем, который становится усилителем, если последовательно с его обмотками W1 включить RH, а вместо постоянного тока в обмотку W2 подать усиливаемый сигнал постоянного или медленно (по сравнению со скоростью изменения питающего напряжения = U) изменяющегося тока i2.          М. у. принципиально отличается от лампового и транзисторного усилителей тем, что усиливаемый сигнал изменяет не внутреннего сопротивление лампы (транзистора), а индуктивность L1, включенную последовательно с нагрузкой RH, в результате чего изменяется протекающий через нагрузку ток. М. у. по существу является модулятором, в котором ток в нагрузке более высокой частоты модулируется по амплитуде усиливаемым сигналом (низкой частоты). Для получения на выходе М. у. сигнала той же формы, что и усиливаемый сигнал, устройство дополняют выпрямителем в цепи нагрузки, выполняющим роль Детектора.

         Коэффициент усиления по току Ki и по мощности Кр для простейших М. у. равны:

                          где Ry — активное сопротивление обмоток W2, Δi1ср — приращение тока нагрузки, соответствующее приращению тока сигнала Δi2, n1 и n2 — число витков в первичной и вторичной обмотках. По сравнению с ламповыми и полупроводниковыми усилителями М. у. имеют относительно высокую инерционность, которая объясняется главным образом отставанием во времени изменения тока i2 в управляющей обмотке от изменения напряжения, подаваемого на вход М. у. Поэтому их применяют преимущественно для усиления сигналов постоянного или медленно изменяющегося тока. Инерционность М. у. можно снизить (повысить быстродействие) введением гибкой обратной связи (См. Обратная связь), увеличением числа каскадов усиления, а также включением дифференцирующего контура на входе М. у., шунтированнем нагрузки ёмкостью и др. Для расширения частотного диапазона усиливаемых колебаний в сторону более высоких частот целесообразно применять М. у. совместно с ламповыми, полупроводниковыми, электромашинными и другими типами усилителей.

         Существуют сотни модификаций схем и конструкций М. у., отличающихся видом нагрузочной характеристики, способом осуществления обратной связи, числом и формой сердечников, видом усиливаемых сигналов, системой смещения, режимом работы. Выбор типа М. у. зависит от требуемых коэффициентов усиления, частоты усиливаемых колебаний, области использования. М. у. имеют самое разнообразное применение — от точных измерит, приборов до устройств автоматического управления мощными производств. агрегатами (прокатными станами, экскаваторами и т.п.). Широкое применение М. у. обусловлено преимуществами: большим сроком службы, высокой надёжностью, простотой обслуживания, значительным коэффициентом усиления, низким порогом чувствительности для сигналов постоянного тока (10-19—10-17вт), широким диапазоном усиливаемых мощностей — от 10-13—10-6вт до нескольких десятков и даже сотен квт, постоянной готовностью к работе, возможностью суммировать на входе нескольких управляющих сигналов, значительной перегрузочной способностью, пожаро- и взрывобезопасностью, стабильностью характеристик в процессе эксплуатации.

        

         Лит.: Розенблат М. А., Магнитные усилители, 3 изд., М., 1960; его же, Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, М., 1966.

        

        Схема простейшего магнитного усилителя: Магнитный усилитель U — переменное напряжение; Rн — сопротивление нагрузки; W1 — первичные обмотки; W2 — вторичные обмотки; МС — магнитные сердечники; = U — постоянное напряжение; i1 — ток в первичной обмотке; i2 — ток во вторичной обмотке (усиливаемый сигнал).

dic.academic.ru

Магнитные усилители в металлообрабатывающих станках

Магнитный усилитель коммутирует электронную цепь тока конфигурацией вшироких границах собственного индуктивного электронного сопротивления, величинакоторого находится в зависимости от степени насыщения магнитопровода.

Магнитные усилители отыскали обширное применение в электроприводах металлорежущихстанков из-за их надежности и огромного срока службы (он считается одним из самыхнадежных частей систем автоматики),  отсутствия подвижных частей, способностивыполнения магнитных усилителей мощностью от толикой ватта до сотен кв,большой прочности и стойкости по отношению к вибрациям и ударной нагрузке. Не считаяэтого у благодаря магнитным усилителям можно просто выполнить суммированиесигналов. Они имеют большой коэффициент усиления. В магнитных усилителяхотсутствует электронная связь меж входными и выходными цепями.

Принцип деяния магнитного усилителя основан на использовании нелинейностикривой намагничивания ферромагнитного материала. При намагничивании неизменнымтоком сердечник усилителя насыщается и индуктивность рабочих обмоток переменноготока усилителя миниатюризируется. Рабочие обмотки обычно врубаются поочередно снагрузкой. Потому напряжение, которое до насыщения сердечника было приложено крабочим обмоткам усилителя в момент насыщения, прикладывается к нагрузке.

Ток нагрузки регулируют конфигурацией тока в обмотке подмагничивания магнитногоусилителя. Обмотка смещения служит для сотворения исходного подмагничивания,нужного для того чтоб ток в нагрузке изменялся разным образом взависимости от знака полярности сигнала управления, также для выбора точки напрямолинейном участке свойства. Обмотка оборотной связи создана дляполучения требуемой формы выходных черт.

Конструктивно магнитный усилитель представляет собой сердечник из листовогоферромагнитного материала, на который намотаны обмотки переменного и неизменноготока. Для устранения наводок э. д. с. переменного тока цепи обмоток неизменноготока обмотки переменного ока намотаны раздельно на сердечниках, а обмоткинеизменного тока обхватывают оба сердечника.

Схема простого магнитного усилителя

Магнитный усилитель можетиметь несколько обмоток управления. В данном случае в рабочем режиме ток внагрузке будет определяться суммарным током управления. Другими словами он может бытьприменен как сумматор электронных сигналов не связанных меж собой(суммируются неизменные сигналы).

Магнитные усилители могут быть как нереверсивные, так и реверсивные. Внереверсивных магнитных усилителях изменение полярности сигнала управления невызывает конфигурации фазы и знака тока нагрузки.

Сердечники магнитных усилителей изготовляют как из трансформаторной стали, так ииз пермаллоя, при этом трансформаторную сталь используют при мощности магнитногоусилителя, большей 1 Вт. Величина магнитной индукции в сердечнике изтрансформаторной стали добивается 0,8 — 1,0 Т. Коэффициент усиления такихмагнитных усилителей составляет от 10 до 1000.

Пермаллой используют в магнитных усилителях, мощность которых меньше 1 В.Прямоугольный нрав петли гистерезиса для пермаллоя позволяет получитькоэффициент усиления от 1000 до 10 000 и выше.

Сердечник магнитного усилителя шихтуют из отдельных пластинок, как сердечникидросселей либо трансформаторов. Обширное распространение получили магнитныеусилители на тороидальныхсердечниках, которые, невзирая на технологические трудности их производства,владеют целым рядом преимуществ и 1-ое из их — отсутствие воздушных зазоров,что улучшает свойства магнитного усилителя.

Обширно всераспространены последующие схемы магнитных усилителей: однотактные идвухтактные, реверсивные и нереверсивные, однофазовые и многофазные.

В металлорежущих (и не только лишь металлорежущих) станках можноповстречать очень огромное разнообразие  конструкций магнитных усилителей:однофазовые серии УМ-1П, трехфазные серии УМ-ЗП, собранные на 6 П-образных сердечниках из стали маркиЭ310, однофазовые серии ТУМ на тороидальном сердечнике, блоки магнитныхусилителей серии БД, содержащие, не считая магнитных усилителей, понижающиетрансформаторы, диоды и резисторы, собранные на одной панели. Системыэлектропривода могут быть построены на всех усилителях из этих серий.

Обмоточная схема магнитного усилителя УМ-1П

Не считая этого нередко на разныхстанках используются комплектные приводы с магнитными усилителями и движкаминеизменного тока, к примеру очень всераспространенный привод с магнитнымиусилителями ПМУ. Но об этом мы непременно побеседуем последующий раз. Не считая этого,в последующем посте остановимся на способах наладки магнитных усилителей, затронеми ряд других вопросов, увлекательных всем кто повсевременно сталкивается либо собираетсяв дальнейшем столкнуться в работе с магнитными усилителями. 

Комплектные электроприводы с магнитными усилителями

Невзирая на то, что в  современном электроприводе с фурроромупотребляются статические преобразователи (тиристоры,  силовые транзисторы,IGBT-модули), на наших промышленных предприятиях все еще очень нередко можноповстречать электродвигатели и генераторы неизменного тока, работающие в комплектес магнитными усилителями. 

Магнитные усилители самое обширное распространение получили впромышленном оборудовании еще в 50-х годах. В целом, в эру дополупроводниковойтехники была последующая тенденция – асинхронный и синхронный (для огромныхмощностей) привод применялся в нерегулируемом электроприводе и приводнеизменного тока с электромашинным либо статическим (тиритронный либо ртутныйвыпрямители, магнитный усилитель) для регулируемого. 

В текущее время более нередко можно на российскихпредприятиях в схемах электрического оборудования станков, машин и установок можноповстречать комплектные электроприводы неизменного тока с магнитными усилителямисерии ПМУ.

ПМУ — привод с магнитными усилителями и селеновымивыпрямителями. Спектр регулирования скорости мотора 10:1. Регулированиеделается конфигурацией напряжения на якоре вниз от номинальной частоты вращениямотора. Система регулирования автоматическая с оборотной связью по э. д с.мотора, без тахогенератора и промежного усилителя. Мощность привода от0,1 до 2 кВт. Привод предназначен для выпрямленное напряжение на выходе мостасоставляет от 340 до 380 В. Для получения довольно жестких чертпривода в схему введены отрицательные оборотные связи по току и напряжению.

Каждый привод серии ПМУ представляет собой набор,состоящий из блока питания, выпрямителей, магнитных усилителей, моторанеизменного тока и задатчика скорости.

Привод работает последующим образом. Напряжение, подводимое кдвижку, автоматом следует за сигналом, зависящим от конфигурации его частотывращения. При понижении частоты вращения мотора напряжение растет инапротив: напряжение поддерживает с данной точностью величину частоты вращениянезависимо от конфигурации нагрузки и других возмущающих причин.

Воздействие разных возмущающих причин на частоту вращениякомпенсирует реактивное сопротивление рабочей обмотки магнитного усилителя: привозрастании нагрузки ток в цепи якоря возрастает, что вызывает уменьшениесопротивления рабочей обмотки магнитного усилителя. Вследствие понижениясопротивления рабочей обмотки напряжение на якоре мотора растет, ток вобмотках возрастает, что еще более уменьшает полное сопротивление рабочихобмоток усилителя. В итоге суммарного понижения сопротивления рабочейобмотки напряжение на якоре мотора растет, что компенсирует понижениечастоты вращения мотора. Нужная частота вращения мотораустанавливается при помощи задатчика Р и резисторов R1 — R4.

ПМУ-М подобна серии ПМУ, но магнитные усилители собраны наП-образных сердечниках. Мощность привода ПМУ-М от 0,1 до 7 кВт.

Привод ПМУ-М

В приводах серии ПМУ-М  использована система автоматическогорегулирования частоты вращения с оборотными связями по напряжению и току якорямотора. Магнитный усилитель имеет две группы обмоток управления. По одной изих протекает ток управления, являющийся алгебраической суммой тока задатчика итоков оборотных связей, другая (обмотка смещения) — служит для выбора рабочейточки на прямолинейном участке свойства магнитного усилителя.

Для защиты от неприемлимо огромных значений тока якоря приводыПМУ-М габаритов с 8 по 11 снабжены узлом ограничения тока. При превышении токомякоря допустимых значений срабатывает реле наибольшего тока, его размыкающийконтакт размыкается и обрывает цепь питания обмотки управления. Потому что обмоткасмещения остается замкнутой, то магнитный усилитель закрывается и ток якоряпонижается. Действие схемы привода ПМУ-М аналогично действию схемы привода ПМУ.

ПМУ-П — приводы завышенной точности и расширенного спектрарегулирования 100 : 1. Система регулирования автоматическая с оборотной связью почастоте вращения, которая осуществляется при помощи тахогенератора ипромежного полупроводникового усилителя. Частота вращения моторарегулируется конфигурацией напряжения на якоре.

Кстати, магнитные усилители могут быть также применены длярегулирования напряжения на зажимах асинхронного мотора, также в качествебесконтактных пускателей.

Электрическаяэлектротехническая библиотека

elektrica.info

---

• 
  Перебои в работе двигателя на холостом ходу инжектор
• 
  Транспорт определение
• 
  Генератор г 273
• 
  Как работать на экскаваторе
• 
  Хендай старекс х1
• 
  Г 273 генератор
• 
  Механизмы мостового крана
• 
  Магнитная сепарация
• 
  Ленточный конвейер схема устройство работа применение
• 
  Как на уаз буханка включить передний мост
• 
  Из чего резина делается