Принцип работы магнитного усилителя

 

.      (12)

 

Определив значения и , находим из формулы (10) напряжение источника питания:

 

.    (13)

 

Подставляя это значение в формулу (7) , находим величину начальной индуктивности обмоток :

 

    (14)

 

Из формул (9) и (10) находим:

 

,     (15)

 

откуда для объема пермаллоя одного сердечника получаем:

 

    (16)

 

Значения f и ω = 2πf заданы, а значения U и L были найдены из формул (13) и (14). Поэтому для нахождения объема одного сердечника достаточно задаться величиной Вт и по графикам на (Рисунок 18) определить соответствующее значение Выбор значения Вт производится согласно рекомендациям, приведенным (Рисунок 20).

После определения по формуле (16) величины V выбирают (с учетом имеющихся штампов) размеры сердечников, обеспечивающие получение необходимого объема V, и уточняют значения S и l. Затем из формулы определяют число витков обмоток переменного тока

После определения размеров сердечников расчет всех обмоток усилителя ведется приведенным выше методом.

В заключение отметим, что иногда, преимущественно' для весьма маломощных усилителей, размеры сердечников, определенные по формуле (16)могут оказаться настолько незначительными, что на сердечниках невозможно поместить необходимые обмотки. В таких случаях следует, естественно, увеличивать размеры сердечников. Эти размеры должны быть выбраны так, чтобы облегчить изготовление усилителя. Формула (16)определяет минимальный объем сердечника.

 

 

2.2 Расчет магнитного усилителя

 

Требуется определить размеры тороидальных сердечников из молибденового пермаллоя с пластинами толщиной 0,1мм для магнитного усилителя по - схеме (Рисунок 19).

Параметры:

Iмакс =150 m,

Iмин = 3 mA,

Rн = 10 Ом и f = 400 Гц.

 

Рисунок 19 - Магнитный усилитель с регулировкой коэффициента обратной связи и смещения:

 

Выбираем R~+Ro.c=0, 15 RH =  0,15*40 = 6 Ом. По заданному

Значения Imax выбираем в соответствии с данными (Таблица 1)

диаметр селеновых вентилей, равный 25 мм. Максимальное значение выпрямленного напряжения :

 

U н =Iмакс (R н + R~ + Ro.c) = 0,15(40 + 6) = 6,9 B.   (17)

Поэтому можно ограничиваться одним вентилем в каждом плече моста.

Так как Iмакс совпадает с номинальным значением выпрямленного тока, сопротивление выпрямительного моста  может быть определено по формуле(12):

Ом .     (18)

Напряжение источника питания по формуле (13) :

U =1,11 * 0,15 (40 + 6+7,3) ≈ 6,9 B.    (19)

Индуктивность обмоток ω~ по формуле (14):

Гн.     (20)

 

Таблица 1 - Длительно допустимые значения выпрямленного тока и напряжения для отдельных селеновых вентилей и выпрямительного моста с одним вентилем в каждой ветви

 

В соответствии с, приведенными рекомендациями, выбираем для молибденового пермаллоя Вт - 4500 Гс.  Для указанного значения Вт из Таблица 2 находим: μ~= 39 000 Гс.

Объем пермаллоя одного сердечника определяется затем по формуле (16):

 

см3=2900 мм3 .   (21)

 

Таблица 2 - Рекомендуемые начальные (амплитудные) значения переменной составляющей магнитной индукции.

 

Для определения размеров тороидов выбираем в первом приближении отношение наружного диаметра к внутреннему DB равным 1,4 , т.е. DH=1,4 DB.

Тогда средняя длина сердечника:

 

,      (22)

 

а ширина кольца:

 

,      (23)

 

выбираем высоту набора:

 

.       (24)

Активный объем пермаллоя может быть представлен еще в следующем виде:

 

,      (25)

 

где -коэффициент заполнения сердечника, который может быть принят равным 0,85.Подставляя сюда значение V ,находим для внутреннего диаметра сердечника:

.     (26)

Округляем и окончательно берем D в=30 м м и D н = 1,4 D в=42 мм, что соответствует l= 113 мм и а = 6 мм. Число колец толщиной 0,1 мм в одном сердечнике будет:

 

мм.    (27)

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе работы мы изучили работу магнитного усилителя а также узнали о разновидностях и его применении в технике и производстве. Рассчитали МУ с сердечником высокой проницаемости.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калужников Н.А.Расчет магнитных усилителей. Антикварное издание.-М.: 1960

2. Кафедра «Теоретические основы электротехники» 2011г. [Электронный ресурс] URL: <http://toe-kgeu.ru/>

. Магнитный усилитель. [Электронный ресурс] <http://www.pomogala.ru/teplovoz/teplovoz_41.html>.

. Музей электронных раритетов [Электронный ресурс] URL: http://www.155la3.ru/magnit_amplifier.htm#plus_minus <http://www.155la3.ru/magnit_amplifier.htm> .

. Розенблат, М.А. Магнитные усилители и модуляторы: Библиотека по автоматике, выпуск 74.- М.: "Госэнергоиздат", 1955. - 112 с.

. Розенблат, М.А. Магнитные усилители: Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники.- М.: "Госэнергоиздат", 1966.- 136 с.

. Соболевский, А.Г. Магнитный усилитель - что это такое?: Массовая радио библиотека. Выпуск 482.- М.: "Госэнергоиздат", 1963.- 37 с.

. ЧИП и ДИП Мастер электроники. [Электронный ресурс] URL: <http://www.chipdip.ru/video.aspx?vid=ID000279370> .