Принцип действия, схема и характеристики двухтактного (реверсивного) МУ (магнитного усилителя)

Магнитный усилитель - усилитель электрических сигналов, основанный на использовании присущей ферромагнитным материалам нелинейной зависимости магнитной индукции от напряжённости магнитного поля.

Управляемыми элементами в магнитном усилителе являются индуктивности катушки с ферромагнитными сердечниками, в которых действуют 2 переменных магнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое — с частотой усиливаемого сигнала.

Простейший магнитный усилитель состоит из 2 замкнутых магнитопроводов, обмотки которых W1 включены последовательно и питаются от источника переменного напряжения ~U. Вторичные обмотки W2 включаются последовательно и навстречу друг другу, поэтому замыкание обмоток W2 на небольшое сопротивление не вызывает какого-либо изменения силы тока в первичных обмотках. Если по обмоткам W2 пропустить постоянный ток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамическая магнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает.

Магнитные усилители отличаются высокой стабильностью и могут устойчиво работать при колебаниях напряжения и частоты источника питания в пределах ±20...40% номинала. Они могут обеспечить получение значительного усиления мощности, достигающего 10³...10⁶ в одном каскаде. Специальные магнитные усилители напряжения (магнитные модуляторы) могут быть использованы для усиления весьма слабых сигналов постоянного тока, мощность которых составляет лишь 10^-19...10^-17 Вт.

Применяются прежде всего в устройствах автоматического регулирования, управления и контроля.

Самым существенным недостатком магнитных усилителей являлась значительная постоянная времени (инерционность) по сравнению с электронными и полупроводниковыми усилителями, обусловленная индуктивностью обмоток управления.

Схема простейшего магнитного усилителя: ~ U — переменное напряжение; 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).