Mga electromechanical amplifier

Ang amplifier ay isang device kung saan ang isang mababang power signal (input quantity) ay kumokontrol sa medyo mataas na power (output quantity). Sa kasong ito, ang output value ay isang function ng input signal at ang gain ay nangyayari dahil sa enerhiya ng isang panlabas na pinagmulan.

Ang mga V amplifier ng mga de-koryenteng makina na output (kontrolado) de-koryenteng kapangyarihan ay nabuo mula sa mekanikal na kapangyarihan ng drive motor.

Ang mga electromechanical amplifier (EMU) ay mga DC collector machine.

Depende sa paraan ng paggulo, ang mga electric machine amplifier ay nahahati sa mga longitudinal field amplifier at transverse field amplifier.

Ang mga longitudinal field amplifier, kung saan ang pangunahing excitation flux ay nakadirekta kasama ang longitudinal axis ng makina, ay kinabibilangan ng:

1) independiyenteng electric machine amplifier,

2) Self-excited electric machine amplifier,

3) dalawang-machine amplifier,

4) two-collector electric machine amplifier,

5) dalawa- at tatlong-yugto na electric machine amplifier ng longitudinal field

Ang mga transverse field amplifier, kung saan ang pangunahing excitation flux ay nakadirekta kasama ang transverse axis ng makina, ay kinabibilangan ng:

1) Mga electromechanical amplifier na may diametral na pitch ng armature winding,

2) half-diameter armature pitch electric machine amplifier,

3) Electromechanical amplifier na may split magnetic system.

Kung mas mababa ang control power ng electric machine amplifier, mas maliit ang timbang at mga sukat ng control equipment. Samakatuwid, ang pangunahing katangian ay kita. Ibahin ang pagkakaiba sa pagitan ng power gain, current gain at voltage gain.

Ang power gain ng amplifier kp ay ang ratio ng output power Pout sa input power Pin sa steady-state na operasyon:

kp = Poutput / Pvx

Pagkuha ng boltahe:

kti = Uout / Uin

kung saan ang Uout ay ang output circuit boltahe; - boltahe ng input circuit.

Kasalukuyang gain ki Ang ratio ng kasalukuyang ng output circuit ng Az output amplifier sa kasalukuyang ng input circuit Azv:

ki = Ako sa labas / Azv

Ito ay sumusunod mula sa sinabi na ang mga electric machine amplifier ay maaaring magkaroon ng sapat na mataas na power gain (103 — 105). Ang pantay na mahalaga sa amplifier ay ang pagganap nito, na nailalarawan sa pamamagitan ng mga constant ng oras ng mga circuit nito.

Layunin nilang makakuha ng mataas na power gain at mataas na response speed mula sa electric machine amplifier, i.e. pinakamaliit na posibleng mga constant ng oras.

Sa mga awtomatikong sistema ng kontrol, ang mga electric machine amplifier ay ginagamit bilang mga power amplifier at pangunahing gumagana sa mga transient mode kung saan nagaganap ang malalaking kasalukuyang overload. Samakatuwid, ang isa sa mga kinakailangan para sa isang electric machine amplifier ay mahusay na overload capacity.

Ang pagiging maaasahan at katatagan ng operasyon ay kabilang sa mga pinakamahalagang kinakailangan para sa isang electric machine amplifier.

Ang mga electric machine amplifier na ginagamit sa mga instalasyon ng sasakyang panghimpapawid at transportasyon ay dapat kasing maliit at magaan hangga't maaari.

Sa industriya, ang pinakamalawak na ginagamit ay ang independent machine amplifier, self-excited machine amplifier, at step-diameter cross-field machine amplifier.

Ang power amplification factor ng isang independent EMU ay hindi lalampas sa 100. Upang mapataas ang power amplification factor ng EMU, ginawa ang self-excited electric machine amplifier.

Ang isang istrukturang EMU na may self-excitation (EMUS) ay naiiba sa isang independiyenteng EMU lamang dahil ang self-excitation winding ay inilalagay sa mga poste ng paggulo nito nang magkakaugnay sa mga control windings, na konektado sa parallel sa armature winding o sa serye kasama nito.

Ang ganitong mga amplifier ay pangunahing ginagamit upang palakasin ang paikot-ikot na paggulo ng generator sa sistema ng generator-motor, at sa kasong ito ang tagal ng lumilipas ay tinutukoy ng pare-pareho ng oras ng generator.

Hindi tulad ng mga independiyenteng EMU at self-excited na EMU (EMUS), kung saan ang pangunahing excitation flux ay ang longitudinal magnetic flux na nakadirekta sa mga poste ng excitation, sa mga transverse field na EMU, ang pangunahing excitation flux ay ang transverse flux mula sa armature reaction.

Ang pinakamahalagang static na katangian ng cross-field EMU ay ang power gain factor. Ang isang malaking pakinabang ay nakuha dahil sa ang katunayan na ang cross-field EMU ay isang two-stage amplifier. Ang unang yugto ng amplification: ang control coil ay short-circuited sa transverse brushes.Pangalawang yugto: short-circuited chain ng transverse brushes - output chain ng longitudinal brushes. Samakatuwid, ang kabuuang nakuha ng kuryente ay kp = kp1kp2, kung saan ang kp1 ay ang nakuha ng 1st stage; kp2 — amplification factor ng 2nd stage.

Kapag gumagamit ng mga amplifier ng mga de-koryenteng makina sa mga saradong awtomatikong sistema ng kontrol (mga stabilizer, regulator, mga sistema ng pagsubaybay), ang makina ay dapat na bahagyang kulang sa kompensasyon (k = 0.97 ÷ 0.99), dahil sa kaso ng labis na kompensasyon sa system habang nasa trabaho, ang isang maling kaguluhan ay lalabas. mangyari dahil sa natitirang m.s. compensation coil, na hahantong sa paglitaw ng mga self-oscillations sa system.

Ang kabuuang power gain ng transverse field EMU ay proporsyonal sa ika-apat na kapangyarihan ng bilis ng pag-ikot ng armature, ang magnetic conductivity sa kahabaan ng transverse at longitudinal axes, at depende sa ratio ng mga resistensya ng windings ng makina at ang load.

Kasunod nito na ang amplifier ay magkakaroon ng mas mataas na power gain, mas mababa ang saturated magnetic circuit at mas mataas na bilis ng pag-ikot nito. Imposibleng dagdagan ang bilis ng pag-ikot nang labis, dahil ang epekto ng paglipat ng mga alon ay nagsisimulang tumaas nang malaki. Samakatuwid, na may labis na pagtaas ng bilis dahil sa pagtaas ng mga switching currents, ang power gain ay hindi tataas at maaaring bumaba pa.

Paglalapat ng mga electric amplifier ng makina

Ang mga electric machine amplifier ay mass-produce at malawakang ginagamit sa mga awtomatikong control system at mga automated na electric drive.Sa mga sistema ng generator-motor, ang generator, at kadalasan ang exciter, ay mahalagang independiyenteng mga de-koryenteng amplifier ng makina na konektado sa kaskad. Ang pinakakaraniwan ay ang mga transverse field electric amplifier. Ang mga amplifier na ito ay may ilang mga pakinabang, ang mga pangunahing ay:

1) mataas na kapangyarihan makakuha.

2) mababang input power,

3) sapat na bilis, iyon ay, maliit na oras constants ng amplifier circuits. Ang oras ng pagtaas ng boltahe mula sa zero hanggang sa nominal na halaga para sa mga pang-industriyang amplifier na may lakas na 1-5 kW ay 0.05-0.1 sec,

4) sapat na pagiging maaasahan, tibay at malawak na limitasyon ng pagkakaiba-iba ng kapangyarihan,

5) ang posibilidad ng pagbabago ng mga katangian sa pamamagitan ng pagbabago ng antas ng kabayaran, na ginagawang posible upang makuha ang mga kinakailangang panlabas na katangian.

Ang mga disadvantages ng mga electric machine amplifier ay kinabibilangan ng:

1) medyo malalaking sukat at timbang kumpara sa mga generator ng DC na may parehong kapangyarihan, dahil ang isang unsaturated magnetic circuit ay ginagamit upang makakuha ng malalaking pakinabang,

2) ang pagkakaroon ng natitirang stress dahil sa hysteresis. EMF sapilitan sa armature ng natitirang pagkilos ng bagay magnetismo, distorts ang linear dependence ng output boltahe sa input signal sa rehiyon ng maliliit na signal at lumalabag sa pagiging natatangi ng pag-asa ng mga parameter ng output ng mga amplifier ng electric machine sa mga input kapag binabago ang polarity ng input signal, dahil ang flux ng natitirang magnetism na may pare-parehong polarity ng signal ay tataas ang control flow, at kapag nagbago ang polarity ng signal, binabawasan nito ang control flow.

Bilang karagdagan, sa ilalim ng impluwensya ng natitirang EMF ng isang electric machine amplifier na tumatakbo sa overcompensation mode, na may mababang load resistance at zero input signal, maaari itong mag-self-excite at mawalan ng kontrol. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang hindi makontrol na pagtaas sa longitudinal magnetic flux ng makina, sa una ay katumbas ng natitirang magnetism flux, dahil sa pagkilos ng pagmamaneho ng compensating coil.

Upang ma-neutralize ang nakakapinsalang epekto ng daloy ng natitirang magnetism sa amplifier ng electric machine, ang alternating current demagnetization ay isinasagawa, at ang mga amplifier ng mga electric machine mismo ay inilalagay sa mga awtomatikong system na medyo hindi sapat.

Dapat pansinin na sa pagpapakilala ng mga semiconductor converter, ang paggamit ng mga electric machine amplifier sa electric drive system ng isang amplifier (generator) ng isang electric machine - ang makina ay makabuluhang nabawasan.