MC10173L磁放大器的磁路內(nèi)同時(shí)存在著直流電和交流電激磁,它可用來對(duì)功率較大的(相對(duì)于控制功率而言)直流或交流電進(jìn)行控制,即具有放大作用。由于這一電氣元件是靜止不動(dòng)的,所以屬于靜止型電磁電器。

磁放大器無轉(zhuǎn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)部分,不怕振動(dòng),不受溫度影響,抗干擾能力強(qiáng),工作可靠性極高;不會(huì)對(duì)無線電產(chǎn)生干擾以及過載能力強(qiáng),壽命長;輸入回路與輸出回路沒有直接的電的聯(lián)系,可以綜合多個(gè)控制信號(hào),使它們僅以磁的方式相加,而又能保持各信號(hào)在電氣方面相互隔離。利用磁放大器的這些優(yōu)點(diǎn),使它在飛機(jī)上曾得到了廣泛的應(yīng)用。例如電源系統(tǒng)的調(diào)壓、調(diào)頻,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速校正和溫度限制,飛機(jī)的空調(diào)、防冰以及自動(dòng)駕駛儀、無線電、雷達(dá)系統(tǒng)中都有用磁放大器的地方。

但是,磁放大器的快速性差,與電子放大器相比,慣性時(shí)間常數(shù)比較大;尺寸較大,重量較重。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子放大器各種性能都優(yōu)于磁放大器。因此,在現(xiàn)代飛機(jī)上已由電子放大器取代了磁放大器。不過在一些老型飛機(jī)上磁放大器仍在應(yīng)用。另外,作為一種電磁元件,也有必要對(duì)其工作原理進(jìn)行一些分析和研究。

磁放大器的種類很多。按線路原理可分為普通磁放大器(也稱為扼流磁放大器)、反饋磁放大器和自飽和磁放大器等。按輸出特性,磁放大器又有單拍磁放大器―具有不可逆的輸出特性,即不管輸入信號(hào)極性如何,輸出信號(hào)的極性不變;雙拍磁放大器一具有可逆的輸出特性,即輸入信號(hào)的極性改變時(shí),輸出信號(hào)的極性也跟著改變。

可控飽和電抗器是磁放大器的基本單元。圖5-1所示的是一個(gè)飽和電抗器,在由非線性鐵磁材料制成的鐵心上,繞制兩個(gè)繞組。一個(gè)繞組是wk接入直流電源uk激磁,另一個(gè)繞組是wg接入交流電源u~激磁。

當(dāng)繞組wk沒有接入直流電源(即uk=0),而只有繞組wg接入了交流電源u~。這時(shí)鐵心的磁狀態(tài)完全由交流繞組的參數(shù)決定。繞組中的電流

ig=u-/rg2+(wlg)2σ             (a)               (5-1)

幾=

式中 u-一鐵心截面積(m2);

式中 u~―交流電源電壓有效值(V);

Rg一交流回路的電阻(Ω);

zg―繞組wg的電感值(H);

ω―交流電源的角頻率。

而線圈的電感

Lg=wg2us/l (H)            (5-2)

式中s一鐵心磁通的平均路徑長度(m);

l一鐵心的導(dǎo)磁率,它等于dB/dH(H/m)。

在一般情況下,交流回路的電阻值Rg比較小,可以認(rèn)為Rg<<ωLg,則在忽略Rg的情況下,交流回路的電流

lg=u-/wlg=lu-/wb2sw・1/u

在交流電源電壓有效值σ~和頻率ω

為確定值時(shí),lu~/wg2Sω=c(常數(shù)),

所以

ig=c/u    (5~3)

由式(5-3)可見,當(dāng)繞組wk沒有通入激磁電流時(shí),交流回路內(nèi)的電流rg的大小是與鐵心的導(dǎo)磁率u可控飽和電抗器接線圖成反比的關(guān)系。

當(dāng)繞組wk與直流電源仍k接通,Wg與交流電源u~接通,同時(shí)對(duì)鐵心進(jìn)行激磁時(shí),鐵心的導(dǎo)磁率u的大小是由鐵心的磁感應(yīng)密度的幅值Bm和直流激磁磁

場(chǎng)Frk兩方面決定的。圖5-2所示的是u=r(Hk,Bm)的曲線簇。如果鐵心中的Bm為某一確定值時(shí),u只與Hk有關(guān)。圖5-3示出了它的曲線。顯然,這時(shí)只要改變Wk中的電流Fk便可改變Hk,其結(jié)果是改變u值,改變Lg從而達(dá)到改變r(jià)g的目的。

交直流同時(shí)磁化鐵心可以是一個(gè)鐵心,但二個(gè)繞組。交流繞組,主要提供負(fù)載路,稱為工作繞組,用Wg表示;直流I3m==const繞組,主要用來改變鐵心磁狀態(tài)的飽和程度而起控制的作用,稱為控制繞組,用Wk表示。在一般情況下,工作繞組Wg的匝數(shù)較少,而控制繞組wk的匝數(shù)較多。這樣,只要在直流端加上

較小的直流控制信號(hào)電壓(相應(yīng)有較小的電流)便可以達(dá)到改變磁狀態(tài)和控制負(fù)載電流作圖5-33m=常數(shù)時(shí)u=r(Hk)特性  較大改變的目的。這就是磁放大器實(shí)現(xiàn)控制和放大的基本工作原理。而這樣的鐵心線圈稱為可控飽和電抗器(簡(jiǎn)稱為SR),是構(gòu)成各類磁放大器的基本單元。

普通磁放大器的原理,實(shí)際使用的磁放大器都是由兩個(gè)可控飽和電抗器SR經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪B接而成的。