Магнитные усилители

    В магнитном усилителе, показанном на рис. 11,а, в оба полупериода переменного питающее напряжения через рабочие обмотки реакторов L1 и L2 проходят попеременно пульсирующие токи i1и i2, вызывая переменное насыщение их сердечников. При этом к нагрузке RH приложено переменное напряжение uн и через нее проходит переменный ток I. В усилителе, показанном на рис. 11,б, через рабочие обмотки также проходят попеременно токи i1 и i2, но через нагрузку Rн они проходят всегда в одном и том же направлении и к ней приложено постоянное напряжение Uн.

    Магнитные усилители с самонасыщением используют в качестве регуляторов системы возбуждения генераторов на некоторых тепловозах. Если требуется регулировать электрические установки большой мощности, то применяют трехфазные магнитные усилители. 

Трансформаторы постоянного тока и напряжения.  

    С помощью магнитных усилителей можно создать трансформаторы постоянного тока и напряжения. Трансформатор постоянного тока представляет собой однофазный магнитный усилитель, состоящий из двух реакторов L1 и L2 (рис. 12,а), у которых рабочие обмотки 1 соединены последовательно. Обмотки подмагничивания также соединяют последовательно и встречно или их роль выполняет кабель 2, пропущенный через окна сердечников обоих реакторов. При изменении постоянного тока I₁, проходящего по цепи подмагничивающей обмотки или по кабелю 2, изменяется насыщение сердечников, а следовательно, и переменный ток I₂ в цепи рабочих обмоток. При работе усилителя на прямолинейной части характеристики управления ток I₂будет изменяться пропорционально току I₁. С помощью выпрямителя 3 переменный ток I₂ можно преобразовать в постоянный I’₂, который также будет пропорционален току I₁.

Трансформатор постоянного напряжения (рис. 12,б) выполняется так же, как и трансформатор постоянного тока, но его подмагничивающие обмотки 2 подключают через добавочный резистор к двум точкам, между которыми действует напряжение U₁ постоянного тока. Рабочие обмотки 1 для повышения точности включают параллельно (в этом случае существенно снижаются э. д. с. четных гармоник, индуцируемых в обмотках 2). При изменении напряжения U₁ изменяется ток подмагничивания I₁, а следовательно, и ток I₂ в цепи рабочих обмоток. При работе усилителя на линейной части характеристики токи I₂, I’₂ и выпрямленное напряжение U₂ будут пропорциональны напряжению U₁. 
 
 
 
 
 
 

Заключение. 

    Наибольшее распространение магнитные усилители получили в 50-60х годах. Затем, с развитием технологий, они уступили своё место полупроводниковым устройствам. Тем не менее, в ряде областей, прежде всего связанных с управлением большими токами и мощностями, они используются до сих пор. Магнитные усилители широко применяют на тепловозах для автоматического регулирования возбуждения главного генератора и на э. п. с. для регулирования напряжения источника служебного тока при зарядке аккумуляторных батарей, в стабилизаторах напряжения и для других целей. Существуют магнитные усилители с насыщающимися реакторами и с самонасыщением (с самопод-магничиванием).

    Хотя  основной областью применения магнитных  усилителей было усиление сигналов постоянного  и относительно медленно изменяющегося токов, они также нашли значительное применения в области более высоких частот, особенно в вычислительной технике, что объясняется прежде всего их высокой надежностью. В качестве примера можно указать, что отечественная троичная цифровая вычислительная машина «Сетунь», созданная в вычислительном центре Московского государственного университета, была практически полностью построена на магнитных усилителях. 

Один из образцов магнитных усилителей производства «Тверской завод электроаппаратуры», ныне "Элтор".

ТУМ-В1-24-14У3  (Т)ороидальный (У)силитель (М)агнитный, (1)го габарита;

Представляет собой двухполупериодный нереверсивный магнитный усилитель, относится к так называемым "обычным" усилителям. Усилители серии ТУМ имеют тороидальные сердечники из холоднокатаной стали Э-310 и рассчитаны на нагрузку мощностью 2,3-45 Вт.

 
 
 
 
 
 
 
 

Источники:

1. Пичугина М.Т. Физика и техника генерирования и измерения   высоковольтных и сильноточных сигналов. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003.-209с.
2. Месяц Г.А., Пегель И.В. Введение в наносекундную импульсную энергетику и электронику. – М.:ФИАН, 2009. – 192 с.
3. Эраносян С., Ланцов В. Эволюция импульсных источников вторичного электропитания: от прошлого к будущему. Часть1.

     Силовая электроника №4. 2008г.

4. С. Ю. Соковнин МОЩНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА

     ГОУ ВПО «Уральский государственный

     технический университет − УПИ»

5. www.skif.biz Альтернативная энергия
6. В.М. Шляндин. Элементы автоматики и телемеханики. Издание 2-е переработанное. Государственное издательство оборонной промышленности. Москва 1954.
7. Ройзен С.С. и Медникова И.И. Применение магнитных усилителей в автоматизированном электроприводе постоянного тока, М.-Л., Госэнергоиздат, 1961 («Библиотека по автоматике», выпуск 24)
8. Розенблат М.А. Магнитные усилители и модуляторы, М.-Л., Госэнергоиздат, 1963 («Библиотека по автоматике», выпуск 74)
9. Соболевский А.Г. Магнитный усилитель – что это такое? М.-Л., Госэнергоиздат, 1963 (Массовая радиобиблиотека. Вып. 482).
10. Розенблат М.А. Магнитные усилители с самонасыщением, М.-Л., Госэнергоиздат, 1963 («Библиотека по автоматике», выпуск 75)
11. Глазенко Т.А. Импульсные полупроводниковые усилители в электроприводах. М.-Л., издательство «Энергия», 1965. («Библиотека по автоматике» выпуск 134).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение. 

Рис. 5. Схемы магнитных усилителей с насыщающимися реакторами с выходом на переменном (а) и постоянном (б) токе

Рис. 6. Характеристики управления идеализированного (а) и реального (б) магнитного усилителя

Рис. 7. Характеристики управления при наличии обмотки смещения (а) и положительной обратной связи (б)

Рис. 8. Схемы магнитного усилителя с насыщающимися реакторами со сдвоенным (а) и с трехстержневым (б) сердечниками 
 

Рис. 9. Принципиальная схема магнитного усилителя с обмотками смещения и обратной связи 

Рис. 10. Схема магнитного усилителя с самонасыщением 

Рис. 11. Принципиальные схемы магнитных усилителей с самонасыщением с выходом на переменном (а) и постоянном (б) токе: 1 — обмотка управления; 2 — рабочая обмотка; 3 — сердечники; 4 — полупроводниковые вентили

Рис. 12. Схемы трансформаторов постоянного тока (а) и постоянного напряжения (б)