информационный портал по вопросам биомедицинской инженерии

Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Вход в систему

аватар: Ба-хуссейн Абдулазиз

 

Ба-хуссейн А.А. БМП-109

Магнитные усилители.

       Магнитные  усилители  применяются  в  промышленной  электронике  для  регулирования  мощности, используемой  в  той  или  иной  нагрузке  или системе.  Магнитные  усилители  могут  управлять  большими мощностями при управляющих сигналах очень малой мощности. Они отличаются от обычных НЧ- и УВЧ-уси-лителей тем, что в них вместо транзисторных элементов используется специальный дроссель, называемый насыщающимся  дросселем,  который  снабжен  специальными  обмотками,  позволяющими  регулировать выходную  мощность.  Магнитные  усилители  могут  изготавливаться  на  значительные.мощности.  Они отличаются большим сроком службы, высокой прочностью и простотой конструкции. Их основные недостатки немногочисленны: узкая полоса пропускания и высокий уровень нелинейных искажений. Однако для усиления звуковых  сигналов  магнитные  усилители  не  применяют,  а  для  усиления  мощности  эти  недостатки  не существенны. 
      Рис.1, а поясняет принцип работы магнитного усилителя. В усилителе используется трехстержневой,(Ш-образный) сердечник, подобный применяемым в стандартных трансформаторах. Сердечник изготовляется из магнитного материала, имеющего прямоугольную(Петлю гистерезиса(штриховая линия на рис. 1,6).
      Магнитная  проницаемость  материала  сердечника  не  является  фиксированной  величиной,  а  зависит  от величины магнитной индукции(соответствующая кривая приведена на рис. 1, б). Заметим, что магнитная проницаемость, имеющая малую величину при нулевом значении напряженности магнитного поля, вначале нарастает с увеличением напряженности намагничивающего поля и достигает максимальной величины при некотором среднем уровне напряженности магнитного поля непосредственно леред переходом сердечника в насыщенное  состояние.  При  дальнейшем  увеличении  напряженности  намагничивающего  поля  магнитная проницаемость уменьшается до весьма малой величины.
       Поскольку поток магнитной индукции пропорционален магнитной проницаемости, индуктивность катушки уменьшается  по  тому  же  закону,  что  и  магнитная  проницаемость.  Поэтому  при  достижении  насыщения.индуктивность резко уменьшается.
Это Следует из выражения для индуктивности катушки
 
 (1)

где L — индуктивность, Г;
N — число витков катушки, сцепленных с магнитным потоком;
Ф— поток магнитной индукции, Вб; I — намагничивающий ток, А.
Как видно из уравнения(1), индуктивность прямо пропор-циональна произведению числа витков катушки на поток магнитной индукции, воздействующий на эти витки. Поэтому, по-скольку при изменении магнитной проницаемости меняется поток магнитной индукции, меняется соответственно и индуктивность.
      В магнитном усилителе, показанном на рис. 1, а, можно изменять величину магнитной проницаемости сердечника при помощи управляющей обмоткиL3. Эта обмотка имеет большое число витков, что позволяет  менять степень насыщения сердечника.
 
 
 
Рис. 1. Типичная схема магнитного усилителя(а) и зависимость магнитной индукции и магнитной проницаемости материала сердечника от напряженности магнитного поля(б).
       При  этом  также  изменяются  индуктивности  обмоток  L1 иL2- Так  как  эти  обмотки  включены  в  цепь источника переменного напряжения последовательно с нагрузочным сопротивлениемRн, то выделяемая на нагрузке  мощность  может  непосредственно  управляться  уровнем  насыщения,  устанавливаемым подмагничивающим током, протекающим через обмоткуL3. Если управляющее напряжение, определяющее величину  этого  тока,  возрастает,  то  сердечник  приближается  к  состоянию  насыщения  и  магнитная проницаемость  уменьшается.  При  уменьшении  магнитной  проницаемости  индуктивности  обмоток  L1  иL2 также уменьшаются. Так как реактивное сопротивление этих обмоток зависит от индуктивности (XL= 6,28fL), то  мощность,  отдаваемая  в  нагрузку,  также  меняется.  Это  происходит(Потому,  что  при  изменении индуктивности(а значит, и индуктивного сопротивления) меняется сдвиг фаз между током и напряжением; следовательно, изменяется и мощность в нагрузке:

P = EIcosФ.    (2)
     
     Если индуктивности обмоток L1 и L2 равны нулю, то сдвиг фаз между током в нагрузочном сопротивлении и напряжением также равен нулю. При этомcosФ= 1, и полная мощность источника выделяется в нагрузке. При индуктивности же, отличной от нуля, cosФ<l и мощность в нагрузке соответственно уменьшается.
       Управляющая обмоткаL3 намотана на среднем стержне сердечника, а катушки L1 и L2 расположены таким образом, что их суммарный магнитный поток в этом керне равен нулю, и поэтому они не индуцируют э. д. .с. в управляющей обмотке. Изменение направления управляющего тока в обмоткеL3 не приводит к изменению напряжения на нагрузке, так как при любом направлении тока магнитный потокL3 усиливает магнитный поток одной обмотки и ослабляет магнитный поток другой. Однако сила тока управляющей обмотки регулирует напряженность  магнитного  поля,  прикладываемого  к  сердечнику,  и,  следовательно,  влияет  на  величину магнитной индукции в сердечнике.
 
 

Комментарии

Отправить комментарий

Содержание этого поля является приватным и не предназначено к показу.
  • Доступны HTML теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img> <table> <td> <tr> <hr> <div> <span> <h1> <h2> <h3> <h4> <h5> <h6> <p> <pre> <adress> <center>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Подробнее о форматировании

7 + 9 =
Решите эту простую математическую задачу и введите результат. Например, для 1+3, введите 4.

Комментарии