Магнитный усилитель

 

МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, снабженный источником усиливаемого сигнала, содержащий цепочку из последовательно соединенных первой и второй рабочих обмоток, расположенных соответственно на первом и вто ром магнитопроводах, трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения одним вьшодом к объединеиньм в общую точку аиоду первого и катоду второго диодов , третий диод, катодом подключентлА к катоду первого диода« а анодом через цепочку из последовательно включенных первой и второй рабочих обмоток - к катоду четвертого диода, анок которого подключен к аноду второго диода и предназначен для подключения к одному выводу нагрузки, другой вывод которой предназначен для подключения к соединенным вместе катодам первого и третьего диодов, другой вьюод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным выводам пер вой и второй рабочих обмоток, первую и вторую обмотки управления. gi«-rrta-i «;;; .u соединенные в последовательную цепочку и расположенные соответственно на первом и втором магнитопроводах . пятый, шестой, седьмой диоды и восьмой диод, подключенный катодом к одному вьшоду цепочки из пос .ледовательно соединенных первой и второй обмоток.управления, о тличающийся -тем, что, с целью повьппения быстродействия, он снабжен первой и второй дополнительными обмотками, генератором пилообразного напряжения, транзисторным ключом, выпрямителем, одновибратором , элементом ИЛИ, инверi тором, первой и второй дифференци (Л рующими цепочками, первым и вторым стабилитронами, а трансформатор снабжен второй вторичной обмоткой, причем первая и вторая дополнительные обмотки расположены соответственно на первом и втором магнитопроводах и соединены встречно-последовательно в цепочку, выводами подключенную к входу генератора 4ib пилообразного напряжения через трансл зисторный ключ, управляющий вход 4 которого подключен-к выходу одноСЛ вибратора, входом подключенного эо через выпрямитель к второй вторичной обмотке трансформатора, первая вторичная обмотка которого подйлючена к входу генератора пилообразного напряжения;, вьтоды цепочки из последовательно соединенных первой и второй обмоток управления предназначены для подключения к источнику усиливаемого сигнала, одни входные выводы первой и второй дифференцирующих цепочек подключены соответственно к катоду седьмого и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(5D H 03 F 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3669905/24- 07 (22) 28. 11. 83 (46) 15.03.85. Бюл. 9 10 (72) В.Е. Гизлер и Ю. Л. Федоров (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 621.318.435.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 143429, кл. 21 А 18/08, 1959.

2. Гейгер В.А. Схемы магнитных усилителей. М.-Л., Госзнергоиздат, с. 202, рис. 1-10. (54)(57) ИАГНИТНЫИ УСИЛИТЕЛЬ, снабженный источником усиливаемого сигнала, содержащий цепочку из последовательно соединенных первой и второй рабочих обмоток, расположенных соответственно на первом и вто" ром магнитопроводах, трансформатор, первичная обмотка которого предназ. начена для подключения одним выводом к объединенным s общую точку аноду первого и катоду второго диодов, третий диод, катодом подключенный к катоду первого диода, а ано-. дом через цепочку из последовательно включенных первой и второй рабочих-обмоток — к катоду четвертого диода, анод которого подключен к аноду второго диода и предназначен для нодключеиия к одному выводу нагрузки, другой вывод которой предназначен для подключения к соединенным вместе катодам первого и третьего диодов, другой вывод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным выводам пер вой и второй рабочих обмоток, первую и вторую обмотки управления, „„SU„„1145458 А соединенные в последовательную цепочку и расположенные соответственно на первом и втором магнитопроводах. пятый, шестой, седьмой диоды и восьмой диод, подключенный катодом к одному выводу цепочки из пос.ледовательно соединенных первой и второй обмоток. управления, о тл и ч а ю шийся .тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен первой и второй дополнительными обмотками, генератором пилообразного напряжения транзисф

Э торным ключом, выпрямителем, одновибратором, злементом ИЛИ, инвертором, первой и второй дифференцирующими цепочками, первым и вторым стабилитронами, а трансформатор снабжен второй вторичной обмоткой, причем первая и вторая дополнительные обмотки расположены соответственно на первом и втором магнитопроводах и соединены встречно-последовательно в цепочку, выводами подключенную к входу генератора пилообразного напряжения через транзисторный ключ, управляющий вход которого подключен-к выходу одновибратора, входом подключенного через выпрямитель к второй вторичной обмотке трансформатора, первая вторичная обмотка которого подключена к входу генератора пилообразного напряжения, выводы цепочки из последовательно соединенных первой и второй обмоток управления предназначены для подключения к источнику усиливаемого сигнала, одни входные выводы нервой и второй дифференцирующих цепочек подключены соответственно к катоду седьмого и

l! 45458 аноду восьмого диодов. а другие входные их выводы объединены и подключены к другому выводу цепочки из .последовательно включенных первой и второй обмоток управления, выход первой дифференцирующей цепочки через пятый диод подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого через инвертор подключен к аноду шестого диода, катодом подключенного к выходу второй дифференцирующей цепочки, анод седьмого диода подключен к катоду восьмого диода, выход элемента ИПИ подключен к управляющему входу одновибратора, а первый и второй стабилитроны катодами подключены соответственно к катоду первого и аноду второго диодов. а аноды их объединены в общую точку, Изобретение относится к элект- ротехнике и может быть применено в системах управления и регулирования вентильными преобразователями, а также в устройствах автоматики..

Известен быстродействующий магнитный усилитель, содержащий дрос.сельный магнитный усилитель с обмотками управления, рабочими и дополнительными обмотками переменного тока, которые через феррорезонансный генератор подключены к сети переменного тока. В этом магнитном усилителе применяется безгистерезисное намагничивание ферромагнетика при одновременном воздействии на него слабого постоянного и затухающего переменного полей (1) .

Недостаток такого магнитного усилителя — низкое быстродействие, что ограничивает область его применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является магнитный усилитель, снабженныи источником усиливаемого сигнала, содержащий цепочку из последовательно соединенных первой и второй рабочих обмотбк, расположенных соответственно на первом и втором магнитопроводах, трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения одним выводом к объединенным в общую точку аноду первого и катоду второго диодов, третий диод, катодом подключенный к катоду первого диода, а анодом через цепочку из последовательно включенных ггервой и второй рабочих обмоток — к катоду четвертого диода, анод которого подключен к аноду второго диода и Предназначен для подключения к одному выводу нагрузки, другой вы5 вод которой предназначен для подключения к соединенным вместе катодом первого и третьего диодов. другой вывод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным . выводам первой и второй рабочих обмоток, первую и вторую обмотки управления, соединенные в последовательную цепочку и расположенные соответственно на первом и втором Б магнитопроводах, пятый, шестой, седьмой диоды и восьмой диод. подключенный катодом к одному выводу цепочки из последовательно соединенных первой и второй обмоток упN равления (2) .

Недостатком известного магнитного усилителя является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение

25 быстродействия.

Поставленная цель достигается ю тем, .что магнитный усилитель, снабженный источником усиливаемого сиг-, нала, содержащий цепочку из послещб довательно соединенных первой и вто рой рабочих обмоток, расположенных соответственно . на первом и вто, ром магнитопроводах, трансформатор, первичная обмотка которого предна.значена для подключения одним выводом к объединенным в общую точку аноду первого и катоду второго диодов, третий диод, катодом подключенный к катоду первого "диода, а анодом через цепочку из последовательно включенных первой и нгорой рабо1 14})4

3 чих обмоток, к катоду четвертого диода. анод которого подключен к

«иоду второго диода и предназначен для подключения к одному выводу нагрузки, другой вь}вод которой предназначен для подключения к соединен- . ным вместе катодом первого и третьего диодов, другой вывод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным выводам первой и

10 второй рабочих обмоток, первую и вторую обмотки управления, соединенные в последовательную цепочку и расположенные соответственно на первом и втором магнитопроводах, 15 пятый, шестой, седьмой диоды и восьмой диод, подключенный катодом к одному выводу цепочки из последовательно соединенных первой и второй обмоток управления, снабжен первой и второй дополнительными обмотками, генератором пилообразного напряжения, транзисторным ключом, вь1прямителем, одновибратором, элементом

ИЛИ, инвертором, первой и второй

25 дифференцирующими цепочками, первым и вторым стабилитронами, а трансформатор снабжен второй вторичной обмоткой. причем первая и вторая дополнительные обмотки расположены

В соответственно на первом и втором магнитопроводах и соединены встречно-последовательно в цепочку, выводами подключенну1о к входу генератора пилообразного напряжения че. рез транзисторный ключ, управляющий. вход которого подключен к выводу одновибратора, входом подключенного

}} через выпрямитель к второй вторичной обмотке трансформатора, первая вторичная обмотка которого подключена к входу генератора пилообразного напряжения, выводы цепочки иэ последовательно соединенных пер— вой и второй обмоток управления предназначены для подключения к ис- 4 точнику усиливаемого сигнала, одни входные выводы первой и второй дифференцирующих цепочек подключены соответственно к катоду седьмого и аноду восьмого диодов. а другие входные их выводы объединены и подключены к другому выводу цепочки из последовательнб включенных первой и второй обмоток управления, выход первой.дифференцирующей цепоч". ки"через пятый диод подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого через инвертор подключен

58 4 к аноду }}}естого диода, катодом подключенного к выходу второй дифферен-, цирующей цепочки, анод седьмого, диода подключен к катоду восьмого диода, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу одновибратора, первый и второй стабилитроны катодами подключены соответственно к катоду первого и аноду второго диодов, а аноды их объединены в общую точку.

На чертеже представлена схема магнитного усилителя.

Магнитный усилитель содержит соединенные последовательно первую 1 и вторую 2 рабочие обмотки, каждая иэ которых расположена соответственно на первом 3 и втором 4 магнитопроводах, первую 5 и вторую 6 обмотки управления, расположенные соответственно на первом 3 и втором

4 магнитопроводах и соединенные последовательно, первую 7 и вторую

8 дополнительные обмотки соединенные встречно-последовательно и расположенные соответственно на первом

3 и втором 4 магнитопроводах, трансформатор 9 с первой 10 и второй

11 вторичными обмотками, первичная обмотка 12 которого предназначена для подключения к сети и одним выводом подключена к аноду первого 13 и катоду второго 14 диодов, а другим — к объединенным выводам первой 1 и второй 2 рабочих обмоток, другие выводы которых подключены соответственно к аноду третьего 15 и катоду четвертого 16 диодов, первый 17 и второй 18 стабилитроны, аноды которых объединены в общую, точку, а катоды подключены соответственно к объединенным в общую точку катодам первого 13 и третьего

15 диодов и к объединенным в общую точку анодам второго 14 и четвертого 16 диодов, катоды первого 17 и второго 18 стабилитронов предназначены для подключения к одному и другому выводам нагрузки 19 соответственно, генератор пилообразного напряжения 20, входом подключенный к первой вторичной обмотке 10 трансформатора 9 и выходом через транзисторный ключ 21 — к встречнопоследовательно соединенным первой

7 и второй 8 дополнительным обмоткам, выпрямитель 22, подключенный входом к второй 11 вторичной обмотке трансформатора 9, а выходом через одновибратор 23 — к управляющему входу транзисторного ключа 21, элемент ИЛИ 24, выходом подключенный к управляющему входу одновибратора 23 „ одним входом — к катоду пятого диода 25 непосредственно, а другим входом — к катоду шестого диода 26 через инвертор 27. Анод пятого 25 и катод шестого 26 диодов подключены соответственно к выходам первой 28 и второй 29 диффе-. ренцирующих цепочек, одни входы которых объединены и подключены к одному выводу 30 цепочки из последо/ вательно соединенных первой 5 и второй 6 обмоток управления, а другие их входы соответственно через ка тод седьмого 31 и анод восьмого 32 диодов подключены к другому 33 выводу цепочки из последовательно соединенных первой 5. и второй 6 обмоток управления. Один 30 и другой 33 выводы .цепочки последовательно включенных первой 5 и второй

6 обмоток управления предназначены для подключения источника усиливаемого сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При неизменном по величине усиливаемом сигнале в нагрузке 19 протекает ток, определяемый этим сигналом. Генератор 20 пилообразного напряжения формирует пипообразное напряжение с длительностью прямого хода, незначительно меньшей половины периода питающего напряжения.

Длительность прямого и обратного хода пилообразного напряжения равна половине периода сетевого напряжения. Транзисторный ключ 21 заперт.

При ступенчатом изменении усиливаемого сигнала на выходе элемента И

ИЛИ 24 формируется импульс, передний фронт которого совпадает с началом изменения усиливаемого сигнала.

При этом если изменение усиливае.мого сигнала имеет положительное или отрицательное, значение, то эле1145458 мент ИЛИ 24 формирует сигнал на сво\ ем выходе в результате воздействня на его один или другой входы соответственно. Импульсом с элемента

5 ИЛИ 24 запускается одновибратор 23 и формирует на своем выходе сигнал определенной длительности, поступающий на управляющий вход транзисторного ключа 21. Транзисторный ключ

10 21 подключает соединение встречнопоследовательно первую и вторую дополнительные обмотки 7 и 8 к выходу генератора 20 пилообразного напряжения на время длительности импуль15 са одновибратора 23. По первой 7 и второй 8 дополнительным обмоткам в течение этого времени протекает ток, амплитуда которого определена относительным расположением во вре20 мени ступенчатого изменения усиливаемого сигнала и пилообразного напряжения. Происходит быстрое перемагничивание первого 3 и второго 4 ( магнитных стержней за время, значи25 тельно меньшее половины периода сетевого напряжения. В результате рабочие точки каждого из магнитных стержней располагаются соответственно в начале управляющего и в конЗО це рабочего полупериодов. За время, равное длительности открытого состояния транзисторного ключа, магнитный усилитель принимает состояние, при котором он способен отреагировать на ступенчатое изменение усиливаемого сигнала. Нежелательное наличие в выходном напряжении импульсов со значительной амплитудой устраняется с помощью первого и второго стабилитронов

40 17 и 18.

Время переходного процесса магнитного усилителя определяется длительностью сигнала дюрмируемого одновибратором 23, которая может быть достаточно малой при соответствующем увеличении амплитуды пилообразного напряжения.

Применение изобретения позволяет значительно повысить быстродействие магнитного усилителя.

1 I 45458

Филиал ППП Яатавт, r.Уиз ород, ул.Проектная, 4

ВНИИПИ Закав, 1387/42

Тнраа 872 llo сное

«

l l f l "„°