магнитный усилитель (Приводы роботов)

Магнитный усилительусилитель электрических сигналов, основанный на использовании присущейферромагнитным материалам нелинейной зависимости магнитной индукции В от напряжённостимагнитного поля Н. Управляемыми элементами в М. у. являются индуктивности катушки (См.Индуктивности катушка) с ферромагнитными сердечниками, в которых действуют 2 переменныхмагнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое — с частотойусиливаемого сигнала. Простейший М. у.

состоит из 2 замкнутых магнитопроводов, обмоткикоторых W1 включены последовательно и питаются от источника переменного напряженияМагнитный усилитель U (рис.). Вторичные обмотки W2 включаются последовательно и навстречудруг другу, поэтому замыкание обмоток W2 на небольшое сопротивление не вызывает какоголибо изменения силы тока i1 в первичных обмотках. Если по обмоткам W2 пропустить постоянныйток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамическаямагнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность L1первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает. Устройство, собранное по схеме нарисунке (без сопротивления нагрузки RH), называется управляемым дросселем, которыйстановится усилителем, если последовательно с его обмотками W1 включить RH, а вместопостоянного тока в обмотку W2 подать усиливаемый сигнал постоянного или медленно (посравнению со скоростью изменения питающего напряжения = U) изменяющегося тока i2.М.

у. принципиально отличается от лампового итранзисторного усилителей тем, что усиливаемый сигнал изменяет невнутреннего сопротивление лампы (транзистора), а индуктивность L1, включеннуюпоследовательно с нагрузкой RH, в результате чего изменяется протекающий через нагрузку ток.М. у. по существу является модулятором, в котором ток в нагрузке более высокой частотымодулируется по амплитуде усиливаемым сигналом (низкой частоты). Для получения на выходеМ.

у. сигнала той же формы, что и усиливаемый сигнал, устройство дополняют выпрямителем вцепи нагрузки, выполняющим роль Детектора.Коэффициент усиления по току Ki и по мощности Кр для простейших М. у. равны:где Ry — активное сопротивление обмоток W2, Δi1ср — приращение тока нагрузки,соответствующее приращению тока сигнала Δi2, n1 и n2 — число витков в первичной и вторичнойобмотках. По сравнению с ламповыми и полупроводниковыми усилителями М. у.

имеютотносительно высокую инерционность, которая объясняется главным образом отставанием вовремени изменения тока i2 в управляющей обмотке от изменения напряжения, подаваемого навход М. у. Поэтому их применяют преимущественно для усиления сигналов постоянного илимедленно изменяющегося тока. Инерционность М. у. можно снизить (повысить быстродействие)введением гибкой обратной связи (См. Обратная связь), увеличением числа каскадов усиления, атакже включением дифференцирующего контура на входе М. у., шунтированнем нагрузкиёмкостью и др.

Для расширения частотного диапазона усиливаемых колебаний в сторону болеевысоких частот целесообразно применять М. у. совместно с ламповыми, полупроводниковыми,электромашинными и другими типами усилителей.Существуют сотни модификаций схем и конструкций М. у., отличающихся видом нагрузочнойхарактеристики, способом осуществления обратной связи, числом и формой сердечников, видомусиливаемых сигналов, системой смещения, режимом работы. Выбор типа М. у. зависит оттребуемых коэффициентов усиления, частоты усиливаемых колебаний, области использования.М.

у. имеют самое разнообразное применение — от точных измерит, приборов до устройствавтоматического управления мощными производств. агрегатами (прокатными станами,экскаваторами и т.п.). Широкое применение М. у. обусловлено преимуществами: большимсроком службы, высокой надёжностью, простотой обслуживания, значительным коэффициентомусиления, низким порогом чувствительности для сигналов постоянного тока (10-19—10-17 вт),широким диапазоном усиливаемых мощностей — от 10-13—10-6 вт до нескольких десятков и дажесотен квт, постоянной готовностью к работе, возможностью суммировать на входе несколькихуправляющих сигналов, значительной перегрузочной способностью, пожаро- ивзрывобезопасностью, стабильностью характеристик в процессе эксплуатации.Лит.: Розенблат М. А., Магнитные усилители, 3 изд., М., 1960; его же, Магнитные элементыавтоматики и вычислительной техники, М., 1966.Схема простейшего магнитного усилителя: Магнитный усилитель U — переменноенапряжение; Rн — сопротивление нагрузки; W1 — первичные обмотки; W2 — вторичные обмотки;МС — магнитные сердечники; = U — постоянное напряжение; i1 — ток в первичной обмотке; i2 —ток во вторичной обмотке (усиливаемый сигнал)..