Быстродействующий магнитный усилитель Советский патент 1988 года по МПК H03F9/00 

1Г

4:

sj

OD

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в системах угфавлення вентильными преобразователями, в устройствах автоматики. Цель изобретения - повышение КПД магнитного усилителя за счет снижения потерь в переходных режимах Ток, протекающий в управляющих обмотках 16,17 магнитного усилителя, измеряет-- ся датчиком тока 29 и поступает на вход усилителя 36 постоянного тока. Сигнал с выхода усилителя 36, пропорциональный току в обмотках управления 16,17 магнитного усилителя, подается на управляющий вход генератора пилообразного напряжения 10, изменяя крутизну пилообразного напряжения в зависимости от тока в обмотках управления. При большом входном токе крутизна пилообразного напряжения мала и наоборот при малом входном токе - максимальна. Наличие такой зависимости улучшает КПД магнитного усилителя за счет уменьшения потерь в динами- чесхсих режимах. I ил. W

//

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах регулирования и автоматике,

Цедью изобретения является повьше- ние КПД магнитного усилителя путем снижения потерь в переходных режимах.

На чертеже изображена схема быст- родействующего магнитного усилителя.

Магнитньш усилитель содержит первую 1 и вторую 2 рабочие обмотки,, расположенные соответственно на первом 3 и втором 4 магнитЬпроводах, подключенные одними выводами соответственно к аноду первого 5 и катоду второго 6 диодов, а другими, объединенными в общую точку, выводами , подключенные к одному выводу первич- ной обмотки 7 трансформатора 8, первая обмотка вторичная 9 которого подключена к генератору 10 пилообразного напряжения, а вторая вторичная обмотка 11 через выпрямительный мост 12 подключена к одновибратору 13, управляющий вход 14 которого подключен к выходу элемента ИЛИ 15. Магнитный усилитель содержит также первую 16 и вторую 17 обмотки управления, располо женные соответственно на первом 3 и втором 4 магнитопроводах и включенные последовательно в цепочку, один вывод 18 которой предназначен для подключения к одному выходному выводу источника усиливаемого сигнала, первую 19 и вторую 20 дополнительные обмотки, расположенные соответственно на первом 3 и втором 4 магнитопроводах, и соединенные встречно-последо- вательно в цепочку, подключенную одним выводом к одному выходному выводу транзисторного ключа 21, а другим .выводом - к началу, одной вторичной обмотки 22 второго трансформатора 23 конец которой подключен к одному выходному выводу генератора .10 пилообразного напряжения, другой выходной вывод которого подключен к другому выходному выводу транзисторного клю- ча 21, управляющий вход которого подключен к выходу одновибратора 13, инвертор 24, входом подключенный к аноду третьего диода 25, а выходом - к одному входу элемента ИЛИ 15, другой .вход которого подключен к катоду четвертого диода 26, пятый диод 27, анодом подключенньй к катоду шестого диода 28 и одному выводу 18 цепочки

из последовательно включенных первой 16 и второй 17 обмоток управления, другой вывод которой подключен через датчик 29 тока к объединенным вместе одними входным выводом первой 30 и второй 31 .дифференцирующих цепочек, другие входные выводы которых подключены соответственно к катоду пятого 27 и аноду шестого 28 диодов, а выходы подключены соответственно к аноду четвертого 26 и катоду третьего 25 диодов. Кроме того, магнитный усилитель содержит выпрямительный мост 32, входом подключенный к другой вторичной обмотке 33 дополнительного трансформатора 23, первичная обмотка 3.4 которого началом, концом и средним выводом подключена соответственно к катоду первого диода 5, аноду второго диода 6 и другому выводу первичной обмотки 7 трансформатора 8, а нагрузка 35 подключена к выходу выпрямительного моста 32. Выход датчика 29 тока подключен к входу усилителя 36 постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу генератора 10 пилообразного напряжения. Другой выходной вывод источника усиливаемого сигнала подключен к одним выводам первого 30 и второго 31 дифференцирующих цепочек.

Магнитный усилитель работает сле- дунщим образом.

При неизменном по величине усиливаемом сигнале в нагрузке 35 протекает ток, определенный этим сигналом. На выходе генератора пилообразного напряжения присутствует напряжение, и транзисторный ключ 21 заперт.

При ступенчатом изменении напряжения источника усиливаемого сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 фор шрует- ся импульс, передний фронт которого совпадает с началом изменения усиливаемого сигнала. По этому фронту запускается одновибратор 13, выходной импульс которого отпирает транзисторный ключ 21. При этом по первой и . второй дополнительным обмоткам протекает импульс тока, амплитуда которого определяется относительным расположением во времени ступенчатого изменения усиливаемого сигнала и пилообразного напряжения, а длительность - параметрами одновибратора, производящий быстрое перемагничивание магни- топровода таким образом, что рабочие точки каждого из магнитопроводов рас314

полагаются соответственно в начале управляющего и в конце рабочего полу- перидов. С помощью дополнительного трансформатора 23 происходит вычитание магнитных потоков, созданных импульсом одновибратора таким образом, что в выходном напряжении магнитного усилителя отсутствует импульс, вызывающий быстрое перемагничивание маг- нитопроводов магнитного усилителя

Ток, протекающий в управляющих обмотках 16 и 17 магнитного усилителя, измеряется датчиком 29 тока и поступает на вход усилителя 36 постоянного тока. Сигнал с выхода усилителя постоянного тока, пропорциональный току в обмотках 16 и 17 управления магнитного усилителя, подается на управляющий вход генератора 10 пилообразного напряжения, изменяя крутизну пилообразного напряжения в зависимости от тока в обмотках управления.

При большом входном токе крутизна пилообразного напряжения мала и наоборот, при малом входном токе - максимальна. Такая связь определена зависимостью среднего значения ВДС, необходимого для приведения магнито- провода усилителя в управляемое состояние с абсолютным значением входного тока. Наличие такой зависимости улучшает КПД магнитного усилителя за счет уменьшения потерь в динамических режимах, связанных с избыточным перемагничиванием магнитопроводов импульсами тока из-за несоответствия требуемой амплитуды приложенного импульса тока реальному значению, приводящему магнитопроводы усилителя в управляемое состояние.

Форму л а изобретения

Быстродействующий магнитньй усилитель, снабженный источником усиливаемого сигнала, содержащий первую и вторую рабочие обмотки, расположенные соответственно на первом и вто-. ром магнитопроводах, подключенные одними выводами соответственно к аноду первого и катоду второго диодов, а другими, объединенными в общую точку, выводами подключенные к одному вы воду первичной обмотки трансформатора, первая вторичная обмотка которого подключена к генератору пилообразного напряжения, а вторая через вьшрямитель - к одновибратору, управ6

ляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первую и вторую обмотки управления, расположешше соответственно на первом и втором магнитопроводах и включенные последовательно в цепочку, один вывод которой предназначен для подключения к одному выходному выводу источника усиливаемого сигнала, первую и вторую дополнительные обмотки, расположенные соответственно на первом и втором магнитопроводах и соединенные встречно-последовательно в цепочку, подключенную одним выводом к одному выводу транзисторного ключа, другой вывод которого подключен к одному выходному выводу генератора пилообразного напряжения, а его управляющий вход подключен к выходу одновибратора, инвертор , входом подключенный к аноду третьего диода, а выходом к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к катоду четвертого

диода, пятый диод, анодом подключенный к катоду шестого диода и одному выводу цепочки из последовательно включенных первой и второй обмоток управления, первую и вторую дифферейдирующие цепочки, одни входные выводы которых объединены и предназначены для подключения к другому выходному выводу источника усиливаемого сигнала, другие входные выводы

первого и второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к катоду и аноду шестого диоов, а выходные их выводы подключены соответственно к катоду третьего и

аноду четвертого диодов, дополнительый трансформатор, первичная обмотка которого началом и концом подключена соответственно к катоду пербого и аноду второго диодов, а средним вывоом подключена к другому выводу первичной обмотки трансформатора, одна вторичная обмотка дополнительного трансформатора началом подключена к другому выводу цепочки из последовательно включенных первой и второй дополнительных обмоток, а концом - к другому выходному выводу генератора пилообразного напряжения, другая вторичная обмотка дополнительного

трансформатора подключена к входу выпрямительного моста, выход которого предназначен для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет

514171766

снижения потерь в переходных режимах,а одним входным выводом датчик тока

он снабжен датчиком тока и усилите-подключен к другому выводу цепочки

лем постоянного тока, а генератор .из последовательно соединенных перпилообразного напряжения снабжен уп-вой и второй обмоток управления, а

равлякщим входом, причем датчик токадругой входной вывод датчика тока

выходом через усилитель постоянногоподключен к одним входным выводам

тока подключен к управляющему входу.первой и второй дифференцирующих цегенератора пилообразного напряжения,почек.