Усилители. Основные виды и показатели усилителей. Принцип работы магнитного усилителя

Мощность выходного сигнала датчика, как правило, очень мала. Поэтому в автоматические системы вводятся усилители для усиления выходной мощности сигналов датчика.

Усилителем называется промежуточный элемент автоматики, осуществляющий усиление мощности сигнала за счет использования энергии внешнего источника.

В зависимости от конструкции и вида источника дополнительной энергии усилители подразделяются на электронные, магнитные, гидравлические, пневматические и т.д.

В зависимости от вида усиливаемой величины: усилители тока, давления, мощности, светового потока, магнитного потока, крутящего момента и т.д.

Основными показателями усилителя являются:

1. Коэффициент усиления - это отношение выходной величины сигнала усилителя к величине сигнала, подаваемого на вход усилителя, т.е .

2. Стабильность характеристик усиления - постоянство коэффициента усиления выходной величины сигнала.

3. Инерционность усилителя представляет собой время запаздывания при передаче входного сигнала в переходном режиме.

В устройствах автоматики применяются электронные, магнитные, пневматические, гидравлические, электромагнитные усилители. Коэффициент усиления этих усилителей колеблется в пределах 10...10⁷ раз.

Принцип действия магнитного усилителя (МУ) основан на использовании нелинейного характера намагничивания ферромагнитного материала. МУ представляет собой дроссель из ферромагнитного материала, на который намотаны две обмотки: управляющая ω_y, подключенная к источнику постоянного напряжения, и рабочая, подключенная к источнику переменного тока ω_р. Выходной сигнал снимается с сопротивления нагрузки R_н, включенного в цепь рабочей обмотки.

При отсутствии тока в обмотке управления ω_y индуктивное сопротивление обмоток весьма велико, протекающий ток мал, как и мало U_{вы х} на нагрузке R_н, т.е. выходная мощность мала. При подаче на обмотку управления ω_y постоянного тока в сердечнике возникает магнитный ток, осуществляющий насыщение сердечника. Это приводит к резкому уменьшению индуктивного сопротивления рабочей обмотки, и соответственно, резкому возрастанию выходного тока нагрузки, а так же напряжения на нагрузке. Это, в свою очередь, приводит к увеличению выходной мощности Р_вых.

Рис. 1. Магнитный усилитель

Такие усилители нашли широкое применение в автоматике благодаря высокой надежности, обусловленной отсутствием движущихся частей, контактов, высокому коэффициенту усиления, возможности суммирования отдельных сигналов, нечувствительности к кратковременным перегрузкам. Основным недостатком данных усилителей является их инерционность.

Дата добавления: 2015-08-09