Магнитным усилителем называется электромагнитное устройство, с помощью которого слабый электрический сигнал (например, незначительное изменение ЭДС, напряжения или тока) может быть преобразован в сигнал значительно большей мощности. В схемах башенных кранов магнитные усилители применяются для автоматического регулирования тока возбуждения машин постоянного тока.

Магнитный усилитель состоит из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод набирается из тонких изолированных пластин электротехнической стали. На магнитопроводе размещены обмотки магнитного усилителя. Принцип действия магнитного усилителя рассмотрим на примере однофазного дросселя с Ш-образным сердечником (рис. 83).

Рис.  83.  Однофазный дроссель насыщения с Ш-образным сердечником: 1 — магнитопровод, 2, 4 — обмотки переменного тока, 3 — обмотка постоянного тока; Ф4 и Ф2 — магнитные потоки обмоток переменного тока, 1 — рабочий ток, 1 — ток управления

Обмотки 2 и 4 переменного тока соединены друг с другом таким образом, чтобы создаваемые ими переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2 и среднем стержне были направлены встречно, т. е. взаимно уничтожались. На среднем стержне магнитопровода расположена обмотка 3, которая подключается к источнику постоянного тока. Эта обмотка называется обмоткой управления. Обмотки переменного тока включаются в цепь потребителя и называются рабочими обмотками.

Основное свойство дросселя насыщения состоит в том, что величина реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток переменного тока зависит от величины постоянного тока в обмотке управления. Это свойство объясняется способностью стали насыщаться. При насыщении сердечника уменьшается его магнитная проницаемость, от которой зависит индуктивность обмоток. Если в обмотке управления нет тока, сопротивление рабочих обмоток будет большим и ток в цепи рабочие обмотки — потребитель будет иметь наименьшее значение. С появлением тока в цепи обмотки управления реактивное сопротивление рабочих обмоток уменьшится, следовательно, возрастет ток в цепи потребителя.

Мощность постоянного тока в цепи обмотки управления намного меньше мощности переменного тока рабочих обмоток, включенных в цепь потребителя. Поэтому, затрачивая малую мощность в обмотке управления (слабый электрический сигнал), можно регулировать величину переменного тока в цепи потребителя большой мощности (преобразованный сигнал большой мощности).

Способность дросселя усиливать электрические сигналы использована в магнитном усилителе, который в отличие от рассмотренного устройства имеет не одну, а несколько обмоток управления. Направление тока в каждой из обмоток управления и, следовательно, направление магнитного потока каждой обмотки зависит от схемы включения обмоток.

В магнитном усилителе обмотки управления могут включаться таким образом, что их магнитные потоки либо направлены встречно и ослабляют друг друга, либо имеют одинаковое направление и создают совместный усиленный поток.

Магнитные усилители не имеют подвижных частей, срок службы их практически неограничен, а уход за ними сводится к периодической проверке надежности контактов электропроводки.