Конструкция магнитных усилителей
Так как проектирование и вообще энергетика постоянно прогрессирует и развивается, то все чаще можно встретить оборудование в которых используются ферромагнитные материалы с нелинейными магнитными свойствами, для усиления или преобразования электрических сигналов. Одними из таких элементов являются магнитные усилители (МУ), которые состоят из нескольких (обычно двух, трех или шести) сердечников, на которых размещены обмотки:
- охватывающие только один сердечник — обмотки переменного тока (рабочие обмотки);
- охватывающие несколько сердечников — обмотки постоянного тока.
По технологическим соображениям часто обмотка постоянного тока образуется в результате последовательного соединения обмоток, каждая из которых охватывает один сердечник. Обмотки, соединенные последовательно, могут рассматриваться как одна обмотка постоянного тока во всех случаях, кроме случая проверки отсутствия короткозамкнутых витков.
В большинстве усилителей на каждом сердечнике имеется по одной обмотке переменного тока. При нескольких обмотках на каждом сердечнике для целей проверки фазировки они могут временно соединяться последовательно. Конструктивное выполнение сердечников и обмоток может быть различным. В одних конструкциях сердечник собирается из отдельных пластин. Катушки наматываются отдельно и зашихтовываются этими пластинами. Пластины с просечкой укладывают поочередно просечкой навстречу друг другу. В других — обмотки наматывают на кольцевой сердечник и они не могут быть отделены от него (тороидальные усилители). Кольцевой сердечник собирают из кольцевых пластин или навивают из ленты в виде спирали (последний способ более экономичен и чаще применяется).
Стоит отметить, что сердечники из пермаллоя и близких к нему сплавов очень чувствительны к прямым механическим напряжениям и ударам, поэтому для намотки их заключают в защитные каркасы. Сердечники должны собираться с минимальным воздушным зазором. Сердечники из электротехнической стали должны быть как можно более плотно затянуты. Во многих случаях усилители пропитываются или покрываются лаком (например, эпоксидным), термореактивной компаундной массой или клеем (АК-20) для повышения механической и электрической прочности и термической устойчивости обмоток.
При мощности менее 1 Вт применяются усилители с сердечниками из железоникелевых сплавов (типа пермаллоя), для более высоких мощностей — с сердечниками из электротехнической стали: горячекатаной и холоднокатаной. Так же необходимо заметить, что чувствительность к слабым сигналам МУ на пермаллое значительно выше, чем МУ с сердечниками из электротехнической стали.