磁放大器是用具有非線性特性的鐵磁材料制成鐵心,并用直流和交流電流使其磁化以進行電量變換的電器。它能使開關電源得到精確的控制,從而提高了其穩定性。磁放大器可以用坡莫合金,鐵氧體或非晶,納米晶(又稱超微晶)材料制作,主要用于電氣自動控制系統中,如電機的調速、調壓等。
磁放大器工作原理
磁放大器的原理線路見圖1。圖中鐵心A和B的結構尺寸及材料均相同,每個鐵心上繞有直流繞組和交流繞組,兩直流繞組和兩交流繞組的匝數相同。兩直流繞組反接串聯后接至直流控制電源。兩鐵心中的交流磁通Φ~方向相同,而直流磁通Φ=方向則相反。兩直流繞組反接串聯的目的是為了抵消兩鐵心中的交流磁通在直流繞組上感應的交變電動勢。當直流繞組中輸入的直流控制電流為零時,兩鐵心中均無直流勵磁,兩交流繞組的電感最大,電抗值也最大,此時交流負載電流為最小。當輸入直流控制電流時,鐵心中的直流磁通增加,磁通密度相應增加,兩交流繞組的電感減小,輸出交流負載電流增大。
磁放大器工作特性
磁放大器輸出電流與輸入電流的比值,稱為磁放大器的電流放大系數。
輸出負載功率與輸入控制功率的比值,稱為磁放大器的功率放大系數。
簡單磁放大器的輸出電流與輸入電流的極性無關。輸入控制電流為零時,輸出電流并不等于零,而有一空載電流I0。直流控制電流與交流負載電流的特性見圖2。
當輸入直流控制電流大到一定程度后,輸出交流負載電流的變化趨于平坦。簡單的磁放大器的放大系數較小,要進一步增大放大系數,可將輸出的交流電流整流成直流后,作為輸入量的一部分反饋到磁放大器中。即在兩個鐵心上再各繞一個反饋繞組,繞向與直流繞組相同。在交流電路中串聯一橋式整流器,被整流后的電流與兩個反饋繞組相串聯。反饋繞組的匝數越多,輸入輸出特性越陡。反饋繞組的匝數過多時,則出現特性的跳躍變化(圖3),此時稱為磁放大器的繼電工作特性。
利用磁放大器在繼電狀態下的工作特性做成的無觸點磁繼電器和磁性邏輯元件,曾在50年代得到一定的運用。隨著半導體元件的發展,磁性邏輯元件已被淘汰。但由于磁放大器具有壽命長、過載能力強、可以在振動和沖擊條件下工作和無需經常維護等優點,仍用于自動控制、自動調節等自動化系統中。
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