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

I
p
= (W
y
/ W
p
)×I
y
(15.2) 
Приведенное соотношение справедливо только до тех пор, пока ток I
y
не достигнет значения 
I
уmах
, при котором сердечники магнитного усилителя будут насыщены в течение всего 
периода изменения питающего напряжения U
p
. В случае насыщения сердечников, т.е. при I
у
= I
уmах
, индуктивное сопротивление рабочих обмоток станет равным нулю и магнитный 
усилитель потеряет свои управляющие свойства. Зависимость тока I
р
в цепи рабочих 
обмоток от тока управления I
y
при постоянном напряжении U
р
источника питания 
называется характеристикой управления магнитного усилителя. Характеристика управления 
для идеализированного магнитного усилителя симметрична относительно оси тока I
р
, так как 
при изменении направления тока обмотки управления I
y
электромагнитные процессы в 
усилителе не изменяются. 
Коэффициент усиления по току k
1
представляет собой отношение приращения тока в цепи 
нагрузки I
p
к приращению тока I
у
в цепи управления, а коэффициент усиления по мощности 
k
p
– отношение приращения мощности Р
н
, передаваемой нагрузке, к приращению мощности 
Р
у
, потребляемой обмоткой управления. Для того чтобы ток холостого хода был по 
возможности мал, а рабочие участки характеристики имели большие коэффициенты 
усиления по току k
1
и по мощности k
p
, магнитную систему усилителя выполняют на 
тороидальных сердечниках из пермаллоя. Часто применяют сердечники, изготовленные их 
холоднокатаной стальной ленты. Усилители большой мощности изготовляют из листовой 
электротехнической стали с использованием П- или Ш-образных сердечников. Сердечники 
собирают весьма тщательно. Воздушные зазоры в стыках пластин должны быть по 
возможности минимальны. Наличие зазоров ухудшает свойства усилителя, так как его 
индуктивное сопротивление слабо зависит от тока управления, а коэффициенты усиления по 
току и по мощности уменьшаются. Современные магнитные усилители позволяют получать 
коэффициенты усиления k
1
≤ 100 и k
p
≤ 1 000. Магнитные усилители обычно выполняют с 
обратными связями, которые обеспечивают увеличение стабильности работы усилителя и 
повышение его коэффициентов усиления. 
Обратной связью в усилителе называется воздействие выходного тока или напряжения на 
его вход. Обратная связь может быть внешней и внутренней. Для создания внешней 
обратной связи в простых магнитных усилителях предусматривают специальную обмотку 
W
ос
(рис. 15.9, б), которая дополнительно подмагничивает или размагничивает сердечник. 
Она располагается на сердечнике так же, как и обмотки управления, и питается 
выпрямленным током, пропорциональным току нагрузки или напряжению на нагрузке. 
Обратная связь может быть положительной и отрицательной. Если при возрастании тока 
нагрузки обмотка обратной связи усиливает действие входного сигнала, то обратная связь 
называется положительной. Ее используют для повышения коэффициентов усиления. Если 
при возрастании тока или напряжения на нагрузке обмотка обратной связи ослабляет 
действие входного сигнала, то связь называется отрицательной. Такую связь вводят в 
системы автоматического регулирования для повышения устойчивости их работы. Обычно 
обмотку обратной связи включают через выпрямители VD1– VD4, которые подсоединяют 
параллельно или последовательно нагрузке. При параллельном подсоединении ток в обмотке 
обратной связи будет пропорционален выходному напряжению U
вых
(обратная связь по 
напряжению), а при последовательном – току I
р
в цепи нагрузки (обратная связь по току). 
Если к нагрузке подводится выпрямленное напряжение, то можно использовать общий 
выпрямитель для питания нагрузки и создания обратной связи. Положительную обратную 
связь можно обеспечить и без специальной обмотки обратной связи. Для этого 
последовательно с каждой рабочей обмоткой W
p
включают полупроводниковые диоды VD1– 
VD4 (рис. 15.9, в). При таком включении по рабочей обмотке протекает выпрямленный 
пульсирующий ток (в первый полупериод по одной ее части, во второй полупериод – по 
другой), постоянная составляющая которого обеспечивает дополнительное подмагничивание 
сердечников. Следовательно, в этом усилителе рабочие обмотки являются одновременно и 

---

193 / 203 
подмагничивающими, т.е. имеет место внутренняя положительная обратная связь, при 
которой роль тока I
ос
обмотки обратной связи выполняет постоянная составляющая тока 
нагрузки I
н
. Коэффициент усиления по мощности такого усилителя весьма высок, так как 
большая часть мощности, необходимой для подмагничивания сердечников, потребляется из 
цепи переменного тока, и ток I
у
в обмотках управления может быть существенно уменьшен. 
Магнитные усилители с внутренней обратной связью используют в качестве регуляторов 
системы возбуждения тяговых генераторов на тепловозах 2М62, 2ТЭ10 и ТЭП60. При 
необходимости регулирования электрических установок большой мощности применяют 
трехфазные магнитные усилители.