RC0603FR-0718RL自饱和磁放大器的基本线路(a)一种全波交流输出线路;(b)一种双半波输出线路;(c)一种无需变压器的双半波输出线路。

接线原则,如基本线路所表明的那样,实用的自饱和磁放大器都是由两个单铁心自饱和磁放大器经适当的连接而组成的。这里也碰到了接线原则问题,为了能正确地进行绕组间的连接,就得先解决绕组的相对极性问题。

由于自饱和磁放大器在外加控制信号为零时,铁心自行达到饱和而有最大输出电压或电流。为了使磁放大器能起到控制作用,必须改变铁心的饱和磁状态,即设法使铁心的磁状态由饱和变成不饱和。因此,外加信号电压应加到能改变磁放大器铁心磁状态的方向上才行。对图5-16的线路图来说,应加以负的信号电压,否则自饱和磁放大器不可能脱离其饱和状态而变成一个不可控器件。

自饱和磁放大器简化原理线路图,正负信号电压的含义可以这样理解:如果把两个交流绕组轮流流通的方向定为电流的正方向,在进入电流的端头上标以“・”号,那么在该铁心上控制绕组的对应端(即同名端)就定为正端,也标以“・”号。当所加电压[`k的正端与控制绕组的带“・”号端相符即为正信号电压;当所加电压犰的负端与控制绕组的带“・”号端相符就为负信号电压。

自饱和磁放大器绕组的相对极性是否正确,必须按此考虑来进行鉴别。因此,自饱和磁放大器应按如下的原则进行接线:控制绕组接线的相对极性应当保证两个铁心的直流磁化方向与交流绕组轮流通电时的激磁方向相反。

图5-16中把各个绕组都作了标注,可以用来说明它们的相对极性。为了便于分析研究自饱和磁放大器的工作原理,常把图5-16改画成图5-17所示的简化原理线路图,极性的标注也应当符合上述接线原则。

自饱和磁放大器的工作原理,自饱和磁放大器加入-uk信号电压后,经过若干个半周才能到达与 σk相对应的新的稳态。稳态运行时波形示于图5-18。

由图5-18可见,双铁心自饱和磁放大器的稳态运行的工作原理可以从两方面来说明。

从每个铁心的工作状态来看,可以按照交流电源的一个周期,分为控制半周(或叫去磁半周)和工作半周(或叫激磁半周)两个半周。在控制半周内,整流器阻塞,交流绕组内没有电流流通。这时,铁心只有在控制绕组内流过的直流去磁电流而进行去磁。在工作半周内,整流器导通,交流绕组内通入交流电对铁心进行激磁。虽然这时的控制绕组仍通有直流去磁电流,但其去磁作用远比这时的交流激磁作用小,因而可以忽略不计。

从交流电源的某一个半周来看,两个铁心分别处在控制半月和工作半周。例如图5-18中的第一个半周(ωr=o~t),A铁心处在控制半周而B铁心处在工作半周。当交流电源进入下一个半周时,两个铁心的工作状态互相对换。处在工作半周的铁心的磁状态又可分为二个阶段,从半周开始(例如ω莎=0)到某一时刻(例如ωr=饯)称为“激磁阶段”,在这一阶段内铁心在交流电流作用下激磁,交流绕组内流过对应于动态磁滞回线宽度的磁化电流Fg=2rd c,使铁心由不饱和向着正方向的饱和值+Bs发展直到饱和为止。

铁心从开始饱和的时刻直到这一半周结束(例如ω矽=钒~π)为止称为“饱和阶段”。这一阶段内交流绕组虽仍有电流流通,但铁心的磁状态因已经饱和而保持不变,交流回路里流过的电流为Fg=ymsin@/Rg’式中Rg是交流回路的总电阻,Rg=Rfz+rg,其中rg是一个交流绕组的电阻。与此同时,处在控制半周内的铁心的去磁过程有二步:当被激磁铁心处在激磁阶段时,由于铁心内磁通的变化必然会在它的控制绕组上产生感应电势。这个感应电势通过控制回路耦合到去磁铁心的控制绕组上与控制信号电压加在一起共同对铁心进行去磁,对应的时间间隔为@彦=0~钺。这时流过控制回路的去磁电流为r′d,c(以控制绕组匝数〃泛为基础的动态矫顽电流)。当被激磁铁心达到饱和以后,由于铁心内的磁通不再变化,在控制绕组上的感应电势已消失。这时铁心只在控制信号电压.

供电电压为正弦波时,自饱和磁放大器稳态运行的波形图作用下去磁,控制回路内流过对应于静态磁滞回线宽度的去磁电流r′s.c。经过这二步去磁以后,使铁心脱离其饱和状态而进入一个小于十Bs的磁状态◇由上分析可知,双铁心自饱和磁放大器的工作回路和控制回路内所流过的电流在各阶段有所不同,即

在激磁阶段:fg=2rd.c-Jkˉr′dc