Соболевский а г магнитный усилитель что это такое


Магнитные усилители - The virtual drink — LiveJournal

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 — Википедия

Магнитный усилитель (амплистат возбуждения) тепловоза М62 Упрощённая схема включения магнитного усилителя

Магнитный усилитель (амплистат — от англ. amplifier — усилитель и static — статический, без движущихся частей, трансдуктор — от англ. transductor) — 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].

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

Дроссельный магнитный усилитель[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

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 тензодатчиков. 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.

  1. ↑ Розенблат, 1963, с. 7.
  2. ↑ Ройзен, 1961, с. 3.
  3. ↑ Розенблат, 1963, с. 22.
  4. ↑ Международная конференция SORUCOM.2006, Сборник материалов, Брусенцов Николай Петрович, МГУ, ВМиК, [email protected], Троичные ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь 70»
  5. ↑ Академия тринитаризма Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  6. ↑ ГОСТ 17561-84 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. УСИЛИТЕЛИ МАГНИТНЫЕ. Термины и определения
  • 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.
  • Гейгер В. А. Схемы магнитных усилителей / под ред. И. Я. Лехтмана; пер. с англ. Д. А. Липмана и И. И. Ратгауза. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1959. — 400 с.

ru.wikipedia.org

Магнитный усилитель забытая схемотехника.

Магнитный усилитель совершенно забыт в 21 первом веке усилиями производителей радиодеталей. И напрасно.

Магнитный усилитель, это простота и красота схемотехники. С применением управляемых дросселей насыщения, можно упрощением схемы обойтись без целого огорода ламп и полупроводников.

Перед применением магнитных усилителей нужно отдельно разобраться с его работой в конкретном устройстве для конкретных режимов. Это узел, который плохо поддается расчетам.

Регулирующий дроссель это:

Количество витков силовой обмотки.

Количество витков обмотки управления.

Коэффициент трансформации.

Из этого следует, что для нормальной работы магнитного регулятора нужно всего лишь правильно подобрать количество витков в обмотках.

Сначала выбирается количество витков в силовой обмотке для данного железа. Силовая обмотка должна садить проходящее через нее напряжение требуемого тока, на величину предела регулировки, это без подачи управляющего напряжения на обмотку управления. Чем больший проходящий через обмотку ток, тем меньше КПД магнитного регулятора.

Теперь нужно подобрать число витков в управляющей обмотке для заданного тока, регулирующего напряжения.

Число витков в управляющей обмотке должно быть достаточным для полной компенсации падения напряжения на силовой обмотке, заданным током регулирующего напряжения. Магнитная индукция обмотки управления определяется числом витков на Вольт. Чем больше витков, тем меньший ток управления, но больше напряжение.

Пропорция витков в обмотках магнитного регулятора, или коэффициент трансформации, должен быть такой, чтобы силовая обмотка не влияла на обмотку управления больше, чем может компенсировать управляющее напряжение и ток схемы управления.

Это все быстро и легко подгоняется экспериментально.

Несколько закономерностей для магнитных ключей.

Чем больше токи протекают через силовую обмотку, тем меньше КПД магнитных ключей.

Магнитные ключи, это устройства, работающие без запасов, путем тщательного подбора под конкретный режим.

Чем шире диапазон регулирования, тем меньший КПД магнитного ключа.

Вот, для примера, несколько схем 1961 года, армейских и бытовых.

1. Стабилизатор анодного напряжения 5000 вольт лампы ГИ-19Б, применяемой в РЛС П-12, 1961г.

Схема была настолько засекречена, что описания принципа ее работы не было даже в сопутствующей документации.

Принцип ее работы основан на балансном мосте, выполненном на лампе 6Н1П. Чем больше положительное напряжение на 2й ножке - сетке регулирующей лампы 6Н1П, тем меньше напряжение на 7й ножке управляющей лапы 6П1П. Следовательно, меньше напряжение на управляющей обмотке магнитного ключа и меньше выходное напряжение.

2. Схема стабилизатора 7,5В, 35А для накала лампы ГИ-19Б, применяемой в РЛС П-12, 1961г.

Особенность этой схемы, применение 2П1Л в качестве управляющей радиолампы.

2П1Л, это низковольтный лучевой тетрод прямого накала, предназначен для усиления звуковой частоты с напряжением накала 2В и конструктивно, с замком в ключе. Лампа для батарейных ламповых приемников. 2П1Л позже стала 2П1П - такая же, только пальчиковая.

Стабилизация напряжения в этом стабилизаторе осуществляется изменением накала лампы 2П1Л. В лампах прямого накала реакция на колебание накального напряжения намного быстрее, чем в лампах с косвенным накалом.

Вот фото магнитного ключа - стабилизатора накала лампы ГИ-19Б, в РЛС П-12.

Если в трансформаторе, через магнитный шунт, вместо обмотки управления сделать насыщенный резонансный контур 50Гц х 220В, то этот контур будет держать стабильное напряжение в некоторых пределах изменения входного напряжения и выходной нагрузки. Это уже будет феррорезонансный стабилизатор.

4. Схема стабилизатора напряжения СНФ-200 для телевизоров 1961г.

Работа схемы стабилизатора напряжения СНФ-200, заключается в следующем.

На толстой части керна мотается сетевая, ненасыщающаяся обмотка, которая подключается к сети 220В. Толщина керна не позволяет железу входить в насыщение в пределах допустимых нагрузок.

После магнитного шунта, толщина керна значительно меньше и в диапазоне нагрузок, на 10-15 процентов ниже максимальной мощности, железо входит в насыщение.

Напряжение на насыщенной обмотке при стабильной нагрузке, почти не меняется, при колебаниях сети 220В.

Расширить участок стабилизации до 20-30 процентов, можно компенсировав гистерезис железа, намотав некоторое количество витков на ненасыщенной части керна, в противоположную сторону. Таким образом, увеличение входного напряжения будет компенсировать неизбежный рост выходного напряжения, компенсируя гистерезис железа.

Количество витков компенсирующей обмотки зависит от ширины петли гистерезиса железа, пропорций количества витков в обмотках и диаметра провода.

Чем больше гистерезис железа, тем большие колебания выходного напряжения будут вызывать нестабильность нагрузки и нестабильность входного напряжения.

Уменьшение габаритов достигается применением резонансных конденсаторов в насыщающейся цепи, применением железа с малыми потерями и малой толщиной пластин.

Улучшение синусоиды на выходе, достигается применением резонансных дросселей в насыщающейся цепи.

Феррорезонансные стабилизаторы, кроме большого веса, габаритов, сильного гудения, имеют большую потребляемую мощность. Например, описываемый стабилизатор СНФ-200, являлся одним из лучших, и при этом его потребляемая мощность была 80Вт, при выходной мощности 160Вт.

Теперь можно привести примеры современных методов стабилизации переменного напряжения на основе магнитных регуляторов.

5. Вот простая схема эффективного стабилизатора напряжения на основе магнитного усилителя.

Выходное переменное напряжение стабилизируется магнитным усилителем, управляемым напряжением компенсации, получаемым от изменения накала дампового диода. Чем больше напряжение накала, тем больше компенсационное напряжение, и наоборот.

6. И напоследок схема регулировки сварочной дуги стационарной дуговой сварки ВДГ-303-3.

Напряжение дуги регулируется и стабилизируется управляющим, компенсирующим колебания сети 380В, напряжением 0+5В.

Вот фото магнитных ключей, стабилизаторов сварочного напряжения.

Статьи по теме.

Преобразователь фаз, 220V в 3 фазы.

Преобразователь фаз, 220V в 3 фазы. Заказать.

Разделительный трансформатор и фаза не бьется.

Спасибо за внимание.

С ув. Белецкий А. И.       15.01.2018г.     Кубань Краснодар.

xn--90ahjpmdedd.xn--p1ai

Магнитный усилитель — Википедия. Что такое Магнитный усилитель

Магнитный усилитель (амплистат возбуждения) тепловоза М62 Упрощённая схема включения магнитного усилителя

Магнитный усилитель (амплистат — от англ. amplifier — усилитель и static — статический, без движущихся частей, трансдуктор — от англ. transductor) — 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.

  • 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.

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.

Примечания

  1. ↑ Розенблат, 1963, с. 7.
  2. ↑ Ройзен, 1961, с. 3.
  3. ↑ Розенблат, 1963, с. 22.
  4. ↑ Международная конференция SORUCOM.2006, Сборник материалов, Брусенцов Николай Петрович, МГУ, ВМиК, [email protected], Троичные ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь 70»
  5. ↑ Академия тринитаризма Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  6. ↑ 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.
  • Гейгер В. А. Схемы магнитных усилителей / под ред. И. Я. Лехтмана; пер. с англ. Д. А. Липмана и И. И. Ратгауза. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1959. — 400 с.

Ссылки

wiki.bio

Магнитный усилитель — Википедия (с комментариями)

Ты - не раб!
Закрытый образовательный курс для детей элиты: "Истинное обустройство мира".
http://noslave.org

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.

Дроссельный магнитный усилитель без обмотки смещения

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

Нагрузочная характеристика МУ с обмоткой смещения

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.

Дроссельный магнитный усилитель с обмоткой смещения.

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

Нагрузочная характеристика МУ без обмотки 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, 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.

МУ с внешней ОС и 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.

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. [http://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. [http://www.trinitas.ru/rus/doc/0226/002a/02260054.htm Академия тринитаризма] Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  6. [http://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

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

Отрывок, характеризующий Магнитный усилитель

Девушка кивнула.
– Но не каждый это может, конечно же. Нужно очень большое мужество, чтобы осмелиться прервать свою жизнь... Мне вот не хватило... Но дедушке этого не занимать! – гордо улыбнулась Анна.
Я видела, как сильно она любила своего доброго, мудрого деда... И на какое-то коротенькое мгновение в моей душе стало очень пусто и печально. Как будто снова в неё вернулась глубокая, неизлечимая тоска...
– У меня тоже был очень необычный дедушка... – вдруг очень тихо прошептала я.
Но горечь тут же знакомо сдавила горло, и продолжить я уже не смогла.
– Ты очень его любила? – участливо спросила девушка.
Я только кивнула в ответ, внутри возмущаясь на себя за такую «непростительную» слабость...
– Кем был твой дед, девочка? – ласково спросил старец. – Я не вижу его.
– Я не знаю, кем он был... И никогда не знала. Но, думаю, что не видите вы его потому, что после смерти он перешёл жить в меня... И, наверное, как раз потому я и могу делать то, что делаю... Хотя могу, конечно же, ещё очень мало...
– Нет, девонька, он всего лишь помог тебе «открыться». А делаешь всё ты и твоя сущность. У тебя большой Дар, милая.
– Чего же стоит этот Дар, если я не знаю о нём почти ничего?!. – горько воскликнула я. – Если не смогла даже спасти сегодня своих друзей?!.
Я расстроенно плюхнулась на пушистое сидение, даже не замечая его «искристой» красоты, вся сама на себя разобиженная за свою беспомощность, и вдруг почувствовала, как по предательски заблестели глаза... А вот уж плакать в присутствии этих удивительных, мужественных людей мне ни за что не хотелось!.. Поэтому, чтобы хоть как-то сосредоточиться, я начала мысленно «перемалывать» крупинки неожиданно полученной информации, чтобы, опять же, спрятать их бережно в своей памяти, не потеряв при этом ни одного важного слова, не упустив какую-нибудь умную мысль...
– Как погибли Ваши друзья? – спросила девушка-ведьма.
Стелла показала картинку.
– Они могли и не погибнуть... – грустно покачал головой старец. – В этом не было необходимости.
– Как это – не было?!. – тут же возмущённо подскочила взъерошенная Стелла. – Они ведь спасали других хороших людей! У них не было выбора!
– Прости меня, малая, но ВЫБОР ЕСТЬ ВСЕГДА. Важно только уметь правильно выбрать... Вот погляди – и старец показал то, что минуту назад показывала ему Стелла.
– Твой друг-воин пытался бороться со злом здесь так же, как он боролся с ним на Земле. Но ведь это уже другая жизнь, и законы в ней совершенно другие. Так же, как другое и оружие... Только вы вдвоём делали это правильно. А ваши друзья ошиблись. Они могли бы ещё долго жить... Конечно же, у каждого человека есть право свободного выбора, и каждый имеет право решать, как ему использовать его жизнь. Но это, когда он знает, как он мог бы действовать, знает все возможные пути. А ваши друзья не знали. Поэтому – они и совершили ошибку, и заплатили самой дорогой ценой. Но у них были прекрасные и чистые души, потому – гордитесь ими. Только вот уже никто и никогда не сможет их вернуть...
Мы со Стеллой совершенно раскисли, и видимо для того, чтобы как-то нас «развеселить», Анна сказала:
– А хотите, я попробую позвать маму, чтобы вы смогли поговорить с ней? Думаю, Вам было бы интересно.
Я сразу же зажглась новой возможностью узнать желаемое!.. Видимо Анна успела полностью меня раскусить, так как это и правда было единственным средством, которое могло заставить меня на какое-то время забыть всё остальное. Моя любознательность, как правильно сказала девушка-ведьма, была моей силой, но и самой большой слабостью одновременно...
– А вы думаете она придёт?.. – с надеждой на невозможное, спросила я.
– Не узнаем, пока не попробуем, правда же? За это ведь никто наказывать не будет, – улыбаясь произведённому эффекту, ответила Анна.
Она закрыла глаза, и от её тоненькой сверкающей фигурки протянулась куда-то в неизвестность, пульсирующая золотом голубая нить. Мы ждали, затаив дыхание, боясь пошевелиться, чтобы нечаянно что-либо не спугнуть... Прошло несколько секунд – ничего не происходило. Я уже было открыла рот, чтобы сказать, что сегодня видимо ничего не получится, как вдруг увидела, медленно приближающуюся к нам по голубому каналу высокую прозрачную сущность. По мере её приближения, канал как бы «сворачивался» за её спиной, а сама сущность всё более уплотнялась, становясь похожей на всех нас. Наконец-то всё вокруг неё полностью свернулось, и теперь перед нами стояла женщина совершенно невероятной красоты!.. Она явно была когда-то земной, но в то же время, было в ней что-то такое, что делало её уже не одной из нас... уже другой – далёкой... И не потому, что я знала о том, что она после смерти «ушла» в другие миры. Она просто была другой.
– Здравствуйте, родные мои! – коснувшись правой рукой своего сердца, ласково поздоровалась красавица.
Анна сияла. А её дедушка, приблизившись к нам, впился повлажневшими глазами в лицо незнакомки, будто стараясь «впечатать» в свою память её удивительный образ, не пропуская ни одной мельчайшей детали, как если бы боялся, что видит её в последний раз... Он всё смотрел и смотрел, не отрываясь, и, казалось, даже не дышал... А красавица, не выдержав более, кинулась в его тёплые объятия, и, как малое дитя, так и застыла, вбирая чудесный покой и добро, льющиеся из его любящей, исстрадавшейся души...
– Ну, что ты, милая... Что ты, родная... – баюкая незнакомку в своих больших тёплых руках, шептал старец.
А женщина так и стояла, спрятав лицо у него на груди, по-детски ища защиты и покоя, забывши про всех остальных, и наслаждаясь мгновением, принадлежавшим только им двоим...
– Это что – твоя мама?.. – обалдело прошептала Стелла. – А почему она такая?..
– Ты имеешь в виду – такая красивая? – гордо спросила Анна.
– Красивая, конечно же, но я не об этом... Она – другая.
Сущность и правда была другой. Она была как бы соткана из мерцающего тумана, который то распылялся, делая её совершенно прозрачной, то уплотнялся, и тогда её совершенное тело становилось почти что физически плотным.
Её блестящие, чёрные, как ночь, волосы спадали мягкими волнами почти что до самых ступней и так же, как тело, то уплотнялись, то распылялись искристой дымкой. Жёлтые, как у рыси, огромные глаза незнакомки светились янтарным светом, переливаясь тысячами незнакомых золотистых оттенков и были глубокими и непроницаемыми, как вечность... На её чистом, высоком лбу горела золотом такая же жёлтая, как и её необычные глаза, пульсирующая энергетическая звезда. Воздух вокруг женщины трепетал золотыми искрами, и казалось – ещё чуть-чуть, и её лёгкое тело взлетит на недосягаемую нам высоту, как удивительная золотая птица... Она и правда была необыкновенно красива какой-то невиданной, завораживающей, неземной красотой.
– Привет вам, малые, – обернувшись к нам, спокойно поздоровалась незнакомка. И уже обращаясь к Анне, добавила: – Что заставило тебя звать меня, родная? Случилась что-то?
Анна, улыбаясь, ласково обняла мать за плечи и, показывая на нас, тихо шепнула:
– Я подумала, что им необходимо встретиться с тобою. Ты могла бы помочь им в том, чего не могу я. Мне кажется, они этого стоят. Но ты прости, если я ошиблась... – и уже обращаясь к нам, радостно добавила: – Вот, милые, и моя мама! Её зовут Изидора. Она была самой сильной Видуньей в то страшное время, о котором мы с вами только что говорили.
(У неё было удивительное имя – Из-и-до-Ра.... Вышедшая из света и знания, вечности и красоты, и всегда стремящаяся достичь большего... Но это я поняла только сейчас. А тогда меня просто потрясло его необычайное звучание – оно было свободным, радостным и гордым, золотым и огненным, как яркое восходящее Солнце.)
Задумчиво улыбаясь, Изидора очень внимательно всматривалась в наши взволнованные мордашки, и мне вдруг почему-то очень захотелось ей понравиться... Для этого не было особых причин, кроме той, что история этой дивной женщины меня дико интересовала, и мне очень хотелось во что бы то ни стало её узнать. Но я не ведала их обычаев, не знала, как давно они не виделись, поэтому сама для себя решила пока молчать. Но, видимо не желая меня долго мучить, Изидора сама начала разговор...
– Что же вы хотели знать, малые?
– Я бы хотела спросить вас про вашу Земную жизнь, если это можно, конечно же. И если это не будет слишком больно для вас вспоминать... – чуточку стесняясь, тут же спросила я.
Глубоко в золотых глазах засветилась такая жуткая тоска, что мне немедля захотелось взять свои слова обратно. Но Анна, как бы всё понимая, тут же мягко обняла меня за плечи, будто говоря, что всё в порядке, и всё хорошо...
А её красавица мать витала где-то очень далеко, в своём, так и не забытом, и видимо очень тяжёлом прошлом, в котором в тот миг блуждала её когда-то очень глубоко раненая душа... Я боялась пошевелиться, ожидая, что вот сейчас она нам просто откажет и уйдёт, не желая ничем делиться... Но Изидора наконец встрепенулась, как бы просыпаясь от ей одной ведомого, страшного сна и тут же приветливо нам улыбнувшись, спросила:
– Что именно вы хотели бы знать, милые?
Я случайно посмотрела Анну... И всего лишь на коротенькое мгновение почувствовала то, что она пережила. Это было ужасно, и я не понимаю, за что люди могли вершить такое?! Да и какие они после этого люди вообще?.. Я чувствовала, что во мне опять закипает возмущение, и изо всех сил старалась как-то успокоиться, чтобы не показаться ей совсем уж «ребёнком». – У меня тоже есть Дар, правда я не знаю насколько он ценен и насколько силён... Я ещё вообще почти ничего о нём не знаю. Но очень хотела бы знать, так как теперь вижу, что одарённые люди даже гибли за это. Значит – дар ценен, а я даже не знаю, как его употреблять на пользу другим. Ведь он дан мне не для того, чтобы просто гордиться им, так ведь?.. Вот я и хотела бы понять, что же с ним делать. И хотела бы знать, как делали это вы. Как вы жили... Простите, если это кажется вам не достаточно важным... Я совсем не обижусь, если вы решите сейчас уйти.
Я почти не соображала, что говорю и волновалась, как никогда. Что-то внутри подсказывало, что эта встреча мне очень нужна и, что я должна суметь «разговорить» Изидору, как бы не было нам обоим от этого тяжело...
Но она, как и её дочь, вроде бы, не имела ничего против моей детской просьбы. И уйдя от нас опять в своё далёкое прошлое, начала свой рассказ...

o-ili-v.ru

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

Магнитный усилитель (амплистат возбуждения) тепловоза М62 Упрощённая схема включения магнитного усилителя

Магнитный усилитель (амплистат — от англ. amplifier — усилитель и static — статический, без движущихся частей, трансдуктор — от англ. transductor) — 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.

  • 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.

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 тензодатчиков. 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.

Примечания

  1. ↑ Розенблат, 1963, с. 7.
  2. ↑ Ройзен, 1961, с. 3.
  3. ↑ Розенблат, 1963, с. 22.
  4. ↑ Международная конференция SORUCOM.2006, Сборник материалов, Брусенцов Николай Петрович, МГУ, ВМиК, [email protected], Троичные ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь 70»
  5. ↑ Академия тринитаризма Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  6. ↑ 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.
  • Гейгер В. А. Схемы магнитных усилителей / под ред. И. Я. Лехтмана; пер. с англ. Д. А. Липмана и И. И. Ратгауза. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1959. — 400 с.

Ссылки

wikipedia.bio

Магнитный усилитель — Википедия. Что такое Магнитный усилитель

Магнитный усилитель (амплистат возбуждения) тепловоза М62 Упрощённая схема включения магнитного усилителя

Магнитный усилитель (амплистат — от англ. amplifier — усилитель и static — статический, без движущихся частей, трансдуктор — от англ. transductor) — 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.

  • 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.

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.

Примечания

  1. ↑ Розенблат, 1963, с. 7.
  2. ↑ Ройзен, 1961, с. 3.
  3. ↑ Розенблат, 1963, с. 22.
  4. ↑ Международная конференция SORUCOM.2006, Сборник материалов, Брусенцов Николай Петрович, МГУ, ВМиК, [email protected], Троичные ЭВМ «Сетунь» и «Сетунь 70»
  5. ↑ Академия тринитаризма Дмитрий Румянцев, Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  6. ↑ 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.
  • Гейгер В. А. Схемы магнитных усилителей / под ред. И. Я. Лехтмана; пер. с англ. Д. А. Липмана и И. И. Ратгауза. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1959. — 400 с.

Ссылки

wiki2.red


Смотрите также