Глава 25

МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

§ 25.1. Многокаскадный магнитный усилитель

Д ля получения больших коэффициентов усиления используется последова­тельное соединение нескольких магнитных усилителей. В этом случае выход­ной сигнал предыдущего усилителя является входным сигналом последующего. Такое соединение усилителей называют каскадным, а каждый из усилителей — каскадом. Электромагнитное устройство в целом называют многокаскадным магнитным усилителем. Общий коэффициент усиления многокаскадного магнитного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных кас­кадов. Число отдельных каскадов в магнитном усилителе может достигать 5—6. При этом инерционность многокаскадного усилителя определяется постоянной времени, представляющей собой сумму постоянных времени отдельных каска­дов. Поэтому многокаскадные усилители находят применение и в тех случаях, когда необходимо уменьшить инерционность усилителя при заданном коэффи­циенте усиления.

Рассмотрим схему двухкаскадного реверсивного усилителя с выходным переменным током (рис. 25.1). Схема каждого из каскадов ( и ) ана-

логична рассмотренной в гл. 24 дифференциальной схеме реверсивного усили­теля. Такой усилитель может использо­ваться для управления исполнительным двухфазным асинхронным электродвига­телем.

На выходе первого каскада ( ) включены мостовые выпрямители и , предназначенные для питания об­моток управления второго каскада ( ). Нагрузка переменного тока включена на выходе второго каскада. Напряжение питания первого каскада снимается со специальных транс­форматорных обмоток , намотанных на сердечниках таким образом, что наводимые в них из рабочих обмо­ток ЭДС складываются. Поэтому напряжение не зависит от изме­няющихся напряжений на отдельных обмотках . Это напряжение остается пропорциональным напряжению питания сети . Следовательно, в данной схе­ме не нужен отдельным трансформатор питания.

В основном инерционность много­каскадного усилителя определяется инерционностью первого каскада. По­этому первый каскад обычно выполняют с небольшим коэффициентом усиле­ния и малой постоянной времени. Л необходимый общий коэффициент усиле­ния стремятся получать за счет последующих каскадов. В итоге инерцион­ность, например, двухкаскадного усилителя будет меньше, чем инерционность однокаскадного усилителя одинаковой мощности с тем же коэффициентом уси­ления.

Пример 25.1. Определить постоянную времени однокаскадного магнитного усилителя с положительной обратной связью при ; ; Гц.

Определить постоянную времени двухкаскадного усилителя, работающего на той же частоте и с таким же коэффициентом обратной связи, но с коэф­фициентами усиления первого каскада и второго каскада , обеспечивающими общий коэффициент усиления . Срав­нить эти постоянные времени, полагая для простоты КПД

Постоянная времени однокаскадного усилителя

с.

Из (23.6) получим выражение для постоянной времени при положительной обратной связи

Постоянную времени двухкаскадного усилителя определяем как сумму по­стоянных времени каждого каскада:

Как видно из данного примера, инерционность двухкаскадного усилителя при том же усилении уменьшается в 30 раз. Для уменьшения инерционности используют питание первых каскадов повышенной частотой и лишь последний (выходной) каскад питают напряжением той частоты, на которую рассчитана нагрузка.