Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

Магнитным усилителем называют электромагнитный аппарат, служащий для плавного 
регулирования переменного тока, поступающего к нагрузке, путем изменения индуктивного 
сопротивления x
L
катушки с ферромагнитным сердечником, включенной последовательно с 
нагрузкой. Магнитный усилитель позволяет регулировать большие токи, используя 
сравнительно слабые электрические сигналы. Магнитные усилители широко применяют на 
тепловозах для автоматического регулирования возбуждения тягового генератора и на 
электроподвижном составе для регулирования напряжения при заряде аккумуляторных 
батарей, в стабилизаторах напряжения и для других целей. Существуют простые магнитные 
усилители и усилители с обратной связью. В простом магнитном усилителе (рис. 15.9, а) 
используют два сердечника. На каждом сердечнике расположена рабочая обмотка W
p
по 
которой протекает переменный ток. Сердечники охвачены единой обмоткой управления W
y
, 
питаемой постоянным током. Рабочие обмотки имеют одинаковое число витков и встречно-
последовательное включение для того, чтобы переменные ЭДС, индуцированные в обмотке 
управления, были направлены навстречу друг другу и взаимно уничтожались. Входом 
магнитного усилителя является обмотка управления, на которую подается управляющий 
сигнал U
y
Выходом усилителя служат рабочие обмотки, к которым подключают нагрузку R
н
. 
Магнитный усилитель обладает способностью усиливать электрические сигналы. Это 
объясняется тем, что мощность, потребляемая обмоткой управления и расходуемая на ее 
нагрев, во много раз меньше мощности, передаваемой нагрузке R
н
. Поэтому, затрачивая 
малую мощность в обмотке управления, можно регулировать значительно большую 
мощность, поступающую к нагрузке R
н
, так как передача мощности нагрузке производится 
не от цепи управления, а от источника питания переменного тока. Управляющий сигнал U
y
постоянного тока позволяет изменять значение этой мощности. 
Рис. 15.9. Режимы работы магнитных усилителей. 
а – простой; б – с внешней обратной связью; в – с внутренней обратной 
связью; VD1 – VD4 – выпрямители. 
Магнитный усилитель работает следующим образом. Когда на вход усилителя не поступает 
управляющий сигнал (напряжение на входе усилителя U
y
и ток управления равны нулю), 
сердечники не насыщены и рабочие обмотки W
p
, имеют большое индуктивное 
сопротивление. Ток в цепи нагрузки будет мал. Такой ток называют начальным, или током 
холостого хода усилителя. Напряжение на нагрузке U
вых
(выходное напряжение) будет также 
мало, так как большая часть напряжения питания U
p
теряется в виде падения напряжения в 
рабочих обмотках. Следовательно, будет мала и мощность, поступающая к нагрузке от 
источника питания. При подаче в обмотки управления W
y
тока управления сердечники 
подмагничиваются и индуктивное сопротивление x
L
рабочих обмоток уменьшается. При 
этом растут ток в цепи нагрузки и поступающая к ней мощность. Для магнитного усилителя 
справедливо равенство: F
p
= F
y 
(15.1) 
где F
p
= I
p
W
p
– МДС рабочей обмотки, A; F
y
= I
y
W
y
– МДС обмотки управления, A; W
p
, W
y
– 
число витков рабочей обмотки и обмотки управления; I
р
, I
у
– ток рабочей обмотки и обмотки 
управления. После подстановки в равенство (15.1) выражений для МДС получим выражение 

---

192 / 203 
для определения тока в цепи рабочих обмоток: