Магнитные усилители с внутренней обратной связью

Усилители с внутренней обратной связью не имеют обмотки обратной связи. Обратная связь у таких МУ осуществляется путем включения диодов последовательно с обмотками переменного тока уу_р.

Схемы магнитных усилителей с внутренней ОС однополупе-риодного и двухполупериодных усилителей с выходом на переменном и постоянном токе приведены на рис. 6.15.

а

в

Рис. 6.15. Схемы МУ с внутренней ОС:

а — однополупериодная схема; б — двухполупериодная с выходом на переменном токе; в — двухполупериодная с выходом на постоянном токе

Нетрудно видеть, что токи через обмотки уг_р, а следовательно, и сопротивление нагрузки могут протекать лишь в проводящие для диодов полупериоды. Поэтому такие полупериоды для соответствующих сердечников называют рабочими. В другие полупериоды, когда диод оказывается запертым, ток через м?_р и сопротивление нагрузки не протекает, и изменение магнитного состояния сердечника в эти промежутки времени может происходить только лишь под влиянием напряжения, приложенного к обмотке управления. Поэтому такие полупериоды для соответствующих сердечников называют управляющими. Как видно из схем, через обмотки м?_р протекает пульсирующий ток. Постоянная составляющая этого тока создает поле обратной связи #_ос. При согласном действии с полем #_у получим положительную обратную связь, при встречном — отрицательную.

Таким образом, обмотки иу, одновременно выполняют и функции обмоток обратной связи и>_ос, т. е. и>_р= и>_ос. Следовательно, коэффициент обратной связи у МУ с внутренней ОС будет равен единице

Поэтому коэффициент усиления, например по току

1 — к

"р ¹ Лос

примет бесконечно большое значение. Характеристика управления /_н=/(/у) будет иметь вид (рис. 6.16, а), аналогичный характеристике МУ с внешней ОС при к_ос ⁼ 1 (см. рис. 6.14, а). При наличии смещения характеристика примет вид, приведенный на рис. 6.16, б.

Рис. 6.16. Характеристики управления МУ с внутренней ОС: а — для идеального МУ без смещения; б — при наличии смещения; в — для реального МУ без смещения; г — при наличии смещения

Вертикальный линейный участок характеристики, являющийся рабочим участком, указывает на то, что коэффициент усиления МУ с внутренней ОС равен бесконечности, так как при бесконечно малом приращении А/_у ток нагрузки изменяется скачком от /хх до /„ _тах.

Приведенные рассуждения и характеристики справедливы для идеальных МУ, которые предполагают отсутствие потерь на перемагничивание и отсутствие обратных токов через диоды. У реальных МУ, даже без учета потерь на гистерезис, наличие обратных токов через диоды приводит к тому, что постоянная составляющая тока 1= в обмотках и>_р будет меньше среднего значения переменной составляющей /_ср и

Н

/_со

Следовательно, у реальных МУ с внутренней ОС коэффициент усиления по току не будет равен бесконечности, и характеристики управления как без смещения (рис. 6.16, в), так и при наличии смещения (рис. 6.16, г) будут иметь тем большую крутизну, чем больше обратное сопротивление диодов. Часто МУ с внутренней ОС называют усилителями с самонасыщением. Такое название обусловлено тем, что при отсутствии сигнала управления сердечник МУ с кривой намагничивания, близкой к прямоугольной, под воздействием напряжения, прикладываемого к обмотке уг_р в рабочие полупериоды, получает приращение индукции до тех пор, пока не наступит насыщение. Приращение индукции в каждом рабочем полупериоде возможно в силу того, что сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса обладают высоким значением остаточной индукции.

И, наконец, важной особенностью МУ с самонасыщением является то, что управление током нагрузки можно осуществлять не только сигналами постоянного тока, но и пульсирующего или даже переменного тока, поскольку изменение магнитного состояния сердечника под действием сигналов управления происходит только в управляющие полупериоды. При этом имеется в виду, что сигналы пульсирующего или переменного тока должны быть той же частоты, что и частота источника питания.