Магнитно-полупроводниковые усилители
Совместное применение магнитных усилителей, которые имеют место в схемах автоматики, позволяет создавать не только комбинированные усилители, т. е. такие, когда одни каскады являются магнитными, а другие полупроводниковыми, но и получить новые усилители, неотъемлемым элементом которых являются полупроводники. К таким схемам относятся двухтактные МУ, собранные по мостовой схеме и у которых балластные сопротивления заменены полупроводниковыми триодами. В быстродействующих МУ диоды работают в режиме ключа. Однако в настоящее время появились схемы быстродействующих МУ, в которых полупроводниковые приборы используются в качестве переменных шунтирующих сопротивлений обратной связи. Это открыло новые возможности в схемных и технических решениях.
Каскадные магнитные усилители
Магнитные усилители легко соединяются в каскад. Такое соединение необходимо делать в тех случаях, когда коэффициент усиления одного МУ недостаточен или когда надо его стабилизировать. При соединении МУ в каскад kp схемы становится равным произведению коэффициентов усиления всех соединенных МУ Для соединения МУ в каскад достаточно выход предыдущего каскада включить на вход последующего. На рис. 9.30 приведен однотактный каскад. Каскадные МУ могут быть и двухтактными.
Трехфазные магнитные усилители
В целях повышения мощности МУ на выходных каскадах и для простоты управления трехфазной нагрузкой, особенно трехфазными асинхронными двигателями, применяют трехфазные МУ. Они могут быть с выходом на переменном и постоянном токе, однотактные и двухтактные.
Простейшие трехфазные МУ могут иметь три сердечника с рабочими обмотками, соединенными в треугольник (рис. 9.31) или в звезду (рис. 9.32), и общую обмотку управления. Обмотки переменного тока, соединенные треугольником, образуют замкнутые контуры, что повышает инерционность МУ, а при соединении обмоток в звезду появляются четные и нечетные гармоники в токе управления. Поэтому чаще применяют не трехсердечииковые, а шестисердечниковые МУ (рис. 9.33 и 9.34).
Расчет магнитного усилителя
Ниже приводится простейший расчет магнитного усилителя работающего на активную нагрузку Ru. Для расчета должны быть заданы:
U — напряжение сети, от которой будет питаться МУ; /χ.χ — ток холостого хода магнитного усилителя;
/и.макс — наибольший ток нагрузки;
μ,=φ(βηι·#о) —значение относительной магнитной проницаемости для материала, из которого делается магнитопровод МУ;
Ru — активное сопротивление нагрузки.
Магнитный усилитель на Ш-образном сердечнике. Для цепи переменного тока МУ (см. рис. 9.12, б) справедливо соотношение
(9.11)
При отсутствии тока управления E^Uy тогда
(9.12)
где U — напряжение сети, в;
/ — частота тока сети, гц;
W^ — число витков обмотки переменного тока МУ Для Ш-об- разного сердечника число витков обмоток, расположенных на двух крайних стержнях;
5 — площадь поперечного сечения одного крайнего стержня Ш-образного сердечника, см2;
Вт — амплитудное значение магнитной индукции при холостом ходе МУ, вб/см2.
Индуктивное сопротивление обмоток переменного тока равно
(9.13)
где х — индуктивное сопротивление обмоток переменного тока; — длина средней линии магнитопровода на пути переменного потока;
μ,· — относительная магнитная проницаемость материала магнитопровода:
L — индуктивность обмоток переменного тока;