Принцип действия дроссельного усилителя.

Магнитопровод имеет две обмотки: - рабочую (переменного тока), включенную в цепь нагрузки и - обмотку управления, на которую подается постоянный ток управления .

Когда цепь управления разомкнута (), индуктивное сопротивление обмотки равно (холостой ход):

[75]

где S – сечение, l – длина средней магнитной линии сердечника, - число витков рабочей обмотки.

В этом режиме холостого хода магнитопровод работает на прямолинейной части кривой намагничивания (, ), когда индуктивность () изменяется в широких пределах, а напряженность H, изменяется незначительно. При этом индуктивное сопротивление велико, значительно больше ; и ток мал.

При подаче тока в обмотку управления возникает м.д.с. , которая создает поток . Индукция и напряженность в сердечнике возрастают за счет постоянной составляющей ; и сердечник начинает работать в области насыщения по кривой намагничивания, когда индукция изменяется незначительно, а напряженность тем выше, чем больше насыщение. Индуктивное сопротивление резко уменьшается (это видно из формулы), ток возрастает до величины .

Для того чтобы переменный ток не трансформировался в цепь управления устанавливается балластный дроссель.

Характеристика управления МУ, при плавном изменении (восходящая). Для таких усилителей справедливо соотношение:

Рис.31

а) Рис. 32 б)

При отсутствии тока управления индукция изменяется по косинусоидальному закону. В рабочей обмотке протекает ток холостого хода (небольшой). При включении в положительный период происходит суммирование и B, индукция достигает насыщения (величина ) и практически какое-то время не изменяется (). На этом участке и появляется большой рабочий ток (б). Во втором полупериоде происходит размагничивание сердечника и протекает небольшой ток Х.Х.

Одной из характеристик МУ является кратность тока нагрузки к току холостого хода:

[76]

Чем меньше ток Х.Х., тем лучше усилитель, тем больше его K. В современных МУ величина K=10÷30. Ток Х.Х. тем меньше, чем больше , а тем больше, чем выше магнитная проницаемость материала () и чем круче характеристика намагничивания (или чем резче выражено насыщение). Для МУ мощных применяют холоднокатанные стали марок Э310 – Э330 , для МУ малой мощности сплавы железа с никелем (пермаллой) 50НП (μ = 50÷80· ).

6.3. МУ характеризуют следующие параметры:

1. Коэффициент полезного действия

[77]

где – мощность (полезная) выделяемая в нагрузке,

– мощность источника, (R_p – сопротивление рабочей цепи).

2. Коэффициент усиления по току:

[78]

чем больше намотать витков , тем выше усиление МУ ()

3. Коэффициент усиления по напряжению:

[79]

где - активное сопротивление цепи управления.

4. Коэффициент усиления по мощности:

[80]

Если , то МУ является усилителем мощности. Чем больше объем меди обмотки управления, тем выше . В современных МУ доходит до нескольких десятков тысяч единиц.

5. Важным параметром МУ является быстродействие. Период с момента подачи управляющего сигнала до достижения насыщения и появления называется временем запаздывания . Время учитывает переходной процесс нарастания тока при включении значения, который зависит от отношения активного сопротивления и индуктивности обмотки управления и характеризуется постоянной времени

[81]

Для оценки быстродействия МУ вводится понятие добротности усилителя D:

[82]

Чем больше D, тем больше быстродействие контура.

6. Крутизна характеристики управления показывает зависимость роста напряжения на нагрузке от роста тока

[83]

Дроссельные МУ применяются редко из-за низких коэффициентов усиления.

Дата добавления: 2015-07-12