2.11. Применение магнитных усилителей

Несмотря на быстрое и разностороннее развитие полупроводниковой техники, область применения магнитных элементов в системах автоматики и даже вычислительной техники остается достаточно широкой. Не преследуя цели последовательного изложения, дадим лишь краткий и далеко не полный обзор областей применения магнитных усилителей.

Операционные усилители. Широко применяются в системах автоматического управления и регулирования для обработки информации в аналоговой форме. Отличительная их особенность – стабильность нуля и коэффициента усиления.

Они удобны тем, что позволяют с помощью нескольких гальванически несвязанных обмоток управления суммировать большое количество самых разнообразных сигналов, предварительно преобразованных в величину тока. В электронных усилителях, управляемых напряжением, подаваемым на сетку лампы или базу транзистора, такое суммирование затруднено.

Благодаря стабильности нуля и коэффициента усиления в магнитных усилителях с глубокой отрицательной обратной связью и достаточно большом коэффициенте усиления по току порядка , ошибка суммирования не превышает 0,01 %.

Измерительные устройства. Реверсивные магнитные усилители применяются в автоматических измерительных потенциометрах и мостах самописцах в комплекте с датчиками постоянного тока, имеющими небольшое внутреннее сопротивление, такими как термопара, фотоэлементы и др. В качестве исполнительных элементов обычно используются двухфазные асинхронные двигатели серии РД.

Измерительные трансформаторы постоянного тока. При измерении больших постоянных токов до сотен и тысяч ампер в высоковольтных установках и линиях электропередачи, необходимо в целях безопасности обслуживания гальванически разделить низковольтные измерительные цепи от высоковольтных. Этим требованиям полностью соответствуют так называемые измерительные трансформаторы тока, представляющие собой одну из разновидностей магнитных усилителей (рис. 2.13).

В качестве обмотки управления обычно используется шина, продетая через два кольцевых сердечника с рабочими обмотками.



Выпрямленный выходной ток измеряется амперметром, проградуированным в значениях тока управляющей обмотки.

Регуляторы и стабилизаторы напряжения и тока.

Обычно для этих целей используются дроссельные или самонасыщающиеся магнитные усилители. Их использование в этих целях не является оптимальным по весогабаритным показателями. Тем не менее они отличаются высокой надежностью и стабильностью работы.

Импульсные усилители.

Применяются в схемах управления тиристорными и ионными приборами. В микромодульном исполнении широко используются в вычислительной технике.

Магнитные модуляторы.

Предназначены для преобразования постоянного напряжения в переменное. Например, для автоматического регулирования температуры с точность до 1 оС, необходим усилитель напряжения, поступающего от термопар, порядка мкВ/оС. Низкая стабильность нуля у электронных и транзисторных усилителей постоянного тока не позволяет непосредственно усиливать такие малые напряжения. Сначала они преобразуются в переменные с помощью модуляторов, а затем усиливаются усилителями переменного тока с последующим, если необходимо, выпрямлением. В качестве модуляторов часто применяют реверсивные магнитные усилители с выходом переменного тока основной или удвоенной частоты. Конструкции и схемные решения модуляторов разнообразны.

Феррозонды.

Используются для измерения напряженности внешних магнитных полей. Фактически это модуляторы, у которых напряженность управления создается не обмоткой управления, а измеряемым внешним магнитным полем, воздействующим на разомкнутый магнитопровод с рабочими обмотками. Применяются для разведки полезных ископаемых, в навигационных системах, для изучения магнитного поля Земли и космического пространства, в научных исследованиях.

Дискретно или импульсно управляемые ферромагнитные устройства. Представляют собой комбинацию МУ с полупроводниковыми управляемыми или неуправляемыми диодами. В них значительно снижена мощность управления, меньше вес и габариты.

Напомним, что этим перечнем не исчерпываются области применения МУ.