Магнитный усилитель

Обязательным элементом любого электромагнитного устройства является сердечник, выполненный из магнитного материала (магнитный сердечник). Работа любого электромагнитного устройства основана на использовании нелинейного и неоднозначного характера про-

Запоминающие устройства цифровых вычислительных машин. Действие цифровых вычислительных машин (ЦВМ) основано на двоичной системе счисления, в которой используются только две цифры 0 и 1. Применение двоичной системы обусловлено тем, что элементы, применяемые для записи цифр, наиболее надежно и стабильно работают, если имеют два устойчивых состояния, например контакт реле замкнут или разомкнут, электронная лампа заперта или открыта, магнитный сердечник насыщен до состояния +ВГ или —В, и т. п. При этом одно состояние выражает цифру 1, а другое — 0.

Если внутрь двух индуктивных катушек ввести общий магнитный сердечник, то коэффициент связи значительно возрастет, а если намотать катушку связи поверх контурной и заключить ИХ В сердечник броневого типа, то можно получить значение коэффициента связи, близкое к единице. Если же одну из катушек заключить в броневой сердечник, а другую расположить рядом, то значение коэффициента связи уменьшится до fc«*0,01-r-0,02, так как основная часть магнитного потока первой катушки будет замыкаться через сердечник и не будет пронизывать вторую катушку. Если надо уменьшить значение коэффициента связи, то следует удалить друг от друга катушки или расположить их осевые линии перпендикулярно. Коэффициент связи двух коаксиальных катушек может быть значительно уменьшен, если между ними расположить короткозамк-нутое кольцо. Однако при этом добротность катушек и их индуктивность уменьшаются.

Электромагнитные приборы. Приборы этой системы имеют наиболее простую конструкцию. Для создания вращающего момента используется силовое действие магнитного поля неподвижной катушки 3 (см. 9-2) на подвижный ферромагнитный сердечник 7, выполненный в виде плоского лепестка. Под влиянием магнитного поля, созданного измеряемым током, магнитный сердечник 7 втягивается в щель катушки, поворачивая ось / с указательной стрелкой 3.

Одним из основных компонентов магнитных элементов дискретного действия является запоминающий трансформатор или дроссель, содержащий магнитный сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ).

В данном параграфе рассматриваются особенности построения разрядной системы с применением магнитных. элементов на примере МОЗУ системы 2Д. На 4-10 показана часть накопителя с разрядными шинами (РШ1, РШ2), адресными шинами (АШ1, АШ2) и шиной смещения (ШС). Концы разрядной шины РШ1 подсоединены ко входу / — 2 усилителя воспроизведения (У В). К точке / подсоединен также выход формирователя тока записи Ф31, выполненный по схеме магнитно-транзисторного формирователя (рассмотрена в гл. 3). Магнитный сердечник формирователя используется для запоминания как ячейка первого разряда регистра числа. Кроме того, этот сердечник в схеме формирователя используется для формирования длительности выходного импульса. Амплитуду импульса разрядного тока /Р1 ограничивает резистор R7. Питание разрядной цепи записи осуществляется от источника напряжения Е2. Импульс тока ipl протекает от точки 2 усилителя У В, подсоединенной к шине с нулевым потенциалом, через разрядную шину РШ1 накопителя, через транзистор 77 и резистор R7 к отрицательному полюсу источника ?2- Эта цепь имеет индуктивность Lp, обусловленную индуктивностью разрядной шины и монтажных проводов. Обычно Lp составляет 1 — 5 мкГ. Емкость Сг используется для коррекции фронта импульса ipl. Величина ее рассчитывается по формулам, приведенным в гл. 3.

Магнитоупругие преобразователи используются чаще всего для измерения больших усилий (до несколько тысяч ньютонов). Конструктивно они представляют собой магнитный сердечник той или иной конфигурации с расположенной на нем измерительной обмоткой, индуктивность которой является функцией измеряемого усилия. Рабочий диапазон преобразователей обычно не превышает 15... 20 % предела упругости. Погрешности магнитоупругих преобразователей в основном обусловлены наличием в характеристике преобразования гистерезиса, зависимостью магнитной проницаемости от температуры, а также наличием остаточной деформации в железо-никелевых сплавах. Практически погрешность таких преобразователей достигает 3... ...4 %. Благодаря простоте конструкции магнитоупругие преобразователи успешно находят применение в сложных условиях эксплуатации.

2.2. Кольцевой магнитный сердечник с тороидальной возбуждающей обиоткой

5.3.5. Магнитные полукольца с тороидальной обмоткой. Магнитный сердечник, состоящий из двух полуколец с прямоугольным сечением, бесконечно протяжен в направлении оси z ( 5.19) и имеет внутренний гг и внешний г2 радиусы. Между верхней и нижней половинами сердечника имеется зазор 2. Сердечник охвачен равномерно-распределенной тороидальной обмоткой с полным током t. Относительная магнитная проницаемость сердечника \л1г. Относительная магнитная проницаемость зазора ц2г и окружающей среды равна L

Приведенные выкладки справедливы для катушек, активным сопротивлением которых можно пренебречь, а магнитный сердечник не имеет воздушных зазоров. Вопросы расчета реальных катушек будут рассмотрены далее в § 2.3 и 2.4.

Задание 11. Обмотка катушки индуктивности с числом витков м>=100 намотана на магнитный сердечник из литой стали со следующими параметрами: ?н=1,3 Т; Ян= 1400 А/м; 5 = 4- Ю-4 м2; /==0,2 м.

Один из вариантов устройства МУ показан на 6.40, а. Магнитный усилитель, состоит из двух ферромагнитных магни-топроводов, на каждом из которых расположены рабочая обмотка ОР и обмотка управления ОУ. Для уменьшения потерь мощности магнитопроводы изготовляют из отдельных стальных листов. В некоторых случаях применяют ферриговые магнитопроводы. Рабочие обмотки соединяют, как показано на рисунке, параллельно либо последовательно и подключают к источнику переменного тока. В цепь рабочих обмоток включен приемник электрической энергии га. Обмотки управления соединены последовательно и получают питание от источника постоянного тока. Существенным является то, что обмотки управления включены встречно. Это дает возможность значительно уменьшить переменную составляющую тока в цепи

Магнитный усилитель, изображенный на 6.40, я, называется усилителем с выходом на переменном токе. Если приемник рассчитан на питание постоянным током, то его включают в цепь рабочих обмоток через выпрямительный мост ( 6.40, б). Магнитный усилитель в этом случае называется усилителем с выходом на постоянном токе.

Магнитный усилитель показан на 6.45 в виде его условного изображения. Здесь, как и в дальнейшем, будем считать, что все обмотки намотаны в одном направлении, а их начала обозначены точками.

Существуют также другие, мало распространенные способы регулирования частоты вращения короткозамкнутого двигателя, например изменением напряжения на обмотке статора. В качестве регулятора используется индуктивное регулируемое сопротивление, включенное в цепь обмотки статора (например, силовой магнитный усилитель).

§ 14.1. ДРОССЕЛЬНЫЙ МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (ДМУ)

Магнитный усилитель можно представить как совокупность двух идеальных «трансформаторов» с первичными ау_ и вторичными шу обмотками, причем э. д. с. вторичных обмоток направлены встречно и компенсируют друг друга.

При достаточно большом токе управления /у = /у.пр крайние точки А и А' циклов перемагничивания оказываются на горизонтальных участках насыщения. Уравнение (14.3) уже не может выполняться, и магнитный усилитель теряет управляемость. Индукция в сердечниках остается постоянной и равной индукции насыщения с самого начала каждого полупериода (ts = 0), а э. д. с. e~i = 0 и е«,ц — 0.

§ 14.2. МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С САМОНАСЫЩЕНИЕМ (МУС)

§ 14.1. Дроссельный магнитный усилитель (ДМУ) ...... 298

§ 14.2. Магнитный усилитель с самонасыщением (МУС)..... 305

Магнитный усилитель — устройство, в котором используется дроссель насыщения ' в сочетании с другими элементами (резисторами, диодами) для усиления и преобразования электрических сигналов.