Mașini electrice

§ 2.6. ELECTRICE MOTOR AMPLIFIERI

Informații generale. Un amplificator de motor electric (EMU) este un generator de curent continuu destinat amplificării semnalelor furnizate la înfășurarea de excitație. Un generator convențional este, de asemenea, un UEM, dar nu îndeplinește cerințele pentru UEM, deoarece nu are o viteză suficientă și un câștig scăzut. Pentru a obține un câștig mare și o inerție redusă, circuitul de înfășurare și proiectarea UEM trebuie să difere semnificativ de cele utilizate în generatoarele de curent continuu.

În sistemele de reglare automată a UEM a fost găsită o aplicație largă. Acestea sunt de mare viteză, oferă un câștig foarte mare, au o capacitate semnificativă de supraîncărcare și au performanțe tehnice, economice și operaționale ridicate. ECU poate menține o proporție semnificativă între semnalul de intrare și valoarea de ieșire. Puterea controlului (intrare) al UEM este foarte mică. Puterea de ieșire a amplificatorului, care determină dimensiunile sale, se numește puterea amplificatorului. Câștigul de putere în UEM se datorează energiei mecanice a motorului primar (Figura 2.43).

Fig. 2.43. Diagrama energetică a UEM

Amplificator electromotive al unui câmp longitudinal. Rotary amplificator câmp longitudinal este un generator de curent constant cu mai multe înfășurări de excitație, dintre care unul este conectat prin circuitul de auto-excitație, în mod normal paralel (fig. 2.44), în unele cazuri, compus secvențial sau al lui. Pentru a UEM nu se poate auto-excita, rezistența auto-excitației înfășurării este aleasă egală sau mai mare decât cea critică. Sistemul magnetic este slab saturat, cu rezistență magnetică mică. Înfășurările de excitare independentă a amperilor op sunt numite înfășurări de control.

Să luăm în considerare procesul de lucru al UEM al unui câmp longitudinal. Dacă nu există curent în bobinele de comandă, caracteristicile înfășurărilor inerte și ale câmpului nu se intersectează (figura 2.45), deoarece α≥αcr. astfel încât mașina nu este excitată.

Fig. 2.44. Schema UEM a câmpului longitudinal

Fig. 2.45. Tensiunea la clemele de armatură a EMU a unui câmp longitudinal cu o înfășurare paralelă de auto-excitație

datorită fluxului de auto-excitație, din moment ce p. Înfășurările de control și auto-excitația sunt adăugate împreună. Pentru a determina tensiunea la armatura UEM, caracteristica de auto-

Câștigul CEM al câmpului longitudinal ajunge la 100 și mai mult.

Amplificator de câmp electromotive transversal. Pentru a crește câștigul, sunt efectuate două etape de amplificare. Schema mai simplă a unui amplificator în două trepte poate consta din două generatoare independente de excitație (Figura 2.46). Această schemă este mult mai scumpă decât un amplificator cu o singură mașină. Dezavantajul său este o mare inerție, prin urmare, în scopul controlului automat nu este potrivit.

În EMU a câmpului transversal, ambele etape de amplificare sunt combinate într-o singură mașină. Prima etapă constă dintr-o înfășurare de comandă și o armătură, care este scurtcircuitată cu perii q-q, aranjate de-a lungul unui neutru geometric (Figura 2.47). În această etapă de amplificare, atunci când mașina se rotește, există un mic pd. Înfășurarea de control creează un răspuns transversal semnificativ al ancorei Faq (Figura 2.48).

În a doua etapă de amplificare, apare o tensiune pe perii longitudinale d - d, care creează e. etc, care este indus în înfășurarea armăturii când se rotește în câmpul creat de MD al reacției transversale a ancorei Faq. Se emite tensiunea Uout a periilor d - d. Astfel, UEM al câmpului transversal este un amplificator în două trepte cu o singură etapă, în care fluxul secundar este creat prin reacția transversală a armăturii în prima treaptă. De aici și numele - amplificatorul de câmp transversal.

Dacă tensiunea Uout este conectată la orice rezistență la sarcină, atunci curentul Ives trece prin armătură prin periile d-d. Reacția ancorei Fad creată de aceasta este longitudinală și

este îndreptată împotriva în raport cu p. controlul de lichidare. Pentru a compensa reacția longitudinală a armăturii, este prevăzută o înfășurare de compensare KO, conectată în serie cu armătura prin periile d-d. Rezistența rk (vezi Figura 2.47) vă permite să reglați gradul de compensare. Pentru a îmbunătăți

Fig. 2,46. Un amplificator în două trepte format din două generatoare independente de excitație

Fig. 2.47. Schema de câmp electromagnetic a câmpului transversal

Fig. 2,48. Distribuția fluxurilor și a curenților UEM din câmpul transversal: a - distribuția fluxurilor; b - distribuția curentă a primei etape de amplificare; c - distribuția curentă a celei de-a doua etape a amplificării; d - sectoare de armatură

Circuitul de comutare a circuitului de ieșire stabilește polii suplimentari ai procesorului.

Comparând distribuția curentului pentru armături în primul (Fig. 2.48, b) și a doua (Fig. 2.48, c) etapele de amplificare, vedem că în conductoarele armăturii bobinaj dispuse în sectoarele 1 și 3 (Fig. 2.48 d), curge suma curenților Primii (Iq) și al doilea (Ist) pași, și în sectoarele 2 și 4 - diferența lor. Curentul rezultat care determină pierderea armăturii este

Fig. 2,49. Secțiunea UEM a câmpului transversal:

1 - suport pentru perie; 2 - scut colector; 3 - colector; 4 - bobina de control; 5 - înfășurarea armăturii; 6 - cazul; 7 - nucleul stator al UEM; 8-core de ancoră UEM; 9-arbore; 10 - înfășurarea statorului motorului de acționare; 11 - scut rulment; 12 - ventilatorul; 13 - capota ventilatorului; 14 - rulment

De obicei Iq = (0,25 ÷ 0,35) Iout. La Iq = 0.3Iv, curentul echivalent I, care determină secțiunea de înfășurare a armăturii, diferă de ieșire cu doar 5%.

Gain ECU câmp transversal este de multe ori mai mare decât cea longitudinală, se poate depăși timpul 10.000 ECU câmp transversal constant de numai 0,1 ÷ 0.3 secunde.

Fig. 2,50. Amplasarea înfășurărilor în statorul ECM

Construcția executivă a unui UEM cu un câmp transversal. De obicei, EMU-ul unui câmp transversal cu o putere de până la 1-2 kW este realizat într-o carcasă cu un motor de acționare (Figura 2.49). Ancorele EMU (A) și motorul de acționare (B) sunt montate pe un ax. Statorul UEM este executat cu poli implicit de exprimat (comparați statorul UEM, figura 2.50 și mașina convențională DC, figura 2.1). Pachetul stator este asamblat din foi de oțel electric, în care sunt ștanțate trei tipuri de caneluri: mari, mijlocii și mici. Datorită prezenței a două caneluri mari în sistemul magnetic statoric, se formează doi poli exprimați implicit, împărțiți prin caneluri medii și mici. În canelurile mari sunt amplasate bobinele de comandă OU1 și OY2, precum și o parte din bobina de compensare KO. Restul de compensare KO este situat în caneluri mici. În canelurile medii există o înfășurare a poliilor suplimentare ale DP.

Mărirea reziduală afectează în mod nefavorabil funcționarea UEM, în special atunci când schimbă direcția semnalului către observator.

bobină de control. În acest caz, este încălcat unicitatea relației dintre cantitățile de intrare și de ieșire.

În UEM se utilizează oțel tablă electrotehnică cu o valoare redusă a inducției reziduale. În unele cazuri, pentru a reduce magnetismul rezidual jugul de înfășurare este înfășurată PO special demagnetizare stator (Fig. 2.50), pe care un curent alternativ (de obicei, 50 Hz). Curentul alternativ generat de această înfășurare nu intră în ancora, ci inversează magnetizarea oțelului de jug, ceea ce reduce efectul magnetismului rezidual.

Factor de câștig. De obicei ECU câmp transversal sunt execuție bipolar, deci derivarea câștigului accepta 2p = 2. Apoi, având în vedere formulele (2.4) și (2.23), câștigul primei etape câmp transversal ECU exprimat

Din expresia (2.24, b) rezultă că câmpul transversal câștig ECU este proporțională cu pătratul vitezei de rotație, produsul constantelor de timp ale înfășurării controlului și armătura și cu respect m. D. S, generat de intrare și ieșire curenților.

Influența anumitor factori asupra câștigului și vitezei. Raza de rezistență a circuitului de armătură, care determină constanta de timp Tq, depinde de rezistența de contact a contactului periei q - q. Prin urmare, în cazul periilor cu o rezistență tranzitorie mare și, de asemenea, cu o deteriorare a contactului tranzitoriu de la perii la colector, factorul de amplificare al EMU devine mai mic.

Secțiunile de înfășurare a armăturii, care se află în procesul de comutație sub perii q - q, creează un câmp orientat în sens invers acelor de ceasornic spre pd.

Lichidul de control slăbește. Ca urmare a curenților de comutare, câștigul este redus. Pentru a reduce răspunsul curenților de comutație, lățimea periilor este aleasă să nu depășească 1-1,5 din lățimea plăcii colectorului, prin urmare doar una sau două secțiuni se comută simultan.

Forța magnetomotivă Fv este proporțională cu curentul Iout. În consecință, conform (2.24, b), câștigul depinde de curentul Iout. Cu compensarea completă a reacției longitudinale a armăturii, această dependență este aproape de linia (curba 2 din Figura 2.51).

În timpul funcționării, modul ECM se poate schimba. În acest caz, curenții turbionari apar în circuitul magnetic,

Fig. 2.51 Dependența câștigului la curentul de ieșire al UEM al câmpului transversal: 1 - în cazul supracompensării reacției longitudinale a armăturii, 2 - cu compensare completă; 3 - cu subcompensare

schimbarea fluxului, ca urmare a scăderii vitezei UEM. Pentru a reduce curenții turbionari, întregul sistem magnetic al UEM este colectat din pachete de tablă de oțel electrotehnică lăcuită.

Adesea, pentru a reduce constanta de timp Tu în lanțul de înfășurare de control, este introdus un cd de rezistență suplimentar. (vezi figurile 2.44 și 2.47). Cu o scădere a constantelor de timp, performanța EHM se îmbunătățește. Factorii de câștig ky1 și ky2 sunt proporțional cu constanta de timp Tu și Tq. Prin urmare, cu o îmbunătățire a performanței, factorul de amplificare al UEM devine mai mic.

Efectul câștigului asupra stabilității UEM al unui câmp transversal. Ca orice DC mașină în UEM perii de forfecare q - q din geometric neutru apare ca răspuns Iq curent longitudinal. Direcția acțiunii sale coincide cu axa înfășurărilor de control. Forța magnetomotivă a înfășurărilor de control este foarte mică, astfel încât chiar și cu o mișcare ușoară a periei, debitul longitudinal al primei trepte se schimbă semnificativ. Ca și în orice generator, m. Reacția longitudinală a armăturii de curentul Iq atunci când peria este deplasată împotriva rotației mărește curgerea bobinelor de control. În același timp, câștigul ky crește, dar UEM se poate auto-excita și pierde controlul. Pentru a menține o funcționare stabilă, ECU, perii de obicei, decalate cu un unghi mic în direcția de rotație a armăturii, câștigul scade.

Prin reglarea rezistenței reostatului rk (vezi figura 2.47), este posibilă schimbarea md. compensare lichidare. Forțele magnetomotive ale înfășurărilor de comandă și de compensare sunt direcționate în conformitate cu. Prin urmare, cu un grad mai mare de compensare, factorul de amplificare al UEM crește. În cazul unei supracompensări, există o tendință pentru UEM de auto-excitație. Pentru a evita acest lucru, rezistența rk este ajustată astfel încât să existe o oarecare subcompensație. În același timp, câștigul este oarecum redus. Rezultă că este necesar să se miște perii și să se ajusteze curentul în bobina de compensare, astfel încât câștigul să fie puțin redus. În acest caz, activitatea UEM a câmpului transversal devine fiabilă și stabilă.

Caracteristicile UEM al unui câmp transversal. Când Iv = 0, dependența emfului de ieșire. etc cu. din curentul bobinei de control, adică Eout = f (Iνχ) se numește caracteristica rezultantă a vitezei de mers în gol a UEM. Partea inițială a acestei caracteristici este neliniară (Figura 2.52). Pentru valori foarte mici ale e. etc cu. Evyh pantă este mică, atunci crește și se termină secțiunea dreaptă, acest lucru se datorează unei creșteri a rezistenței încrucișate perii q - q la valori curente scăzute. Pentru a obține o relație liniară între semnalele de ieșire și de intrare, precum și pentru a obține

mai mare decât câștigul, tensiunea nominală a UEM este selectată pe partea rectilinie a caracteristicilor de ralanti rezultate.

Dependența tensiunii de ieșire la curentul de ieșire, adică Uout = f (Iout), se numește caracteristica externă a UEM. În cazul compensării integrale pentru longitudinal reacție armatura de curent tensiune Iout Vout scade odată cu creșterea curentului Iout datorită căderii de tensiune în circuitul de armături (curba 1 din Fig. 2.53). Dacă există o subcompensație, caracteristica externă este inferioară

Fig. 2,52. Caracteristica rezultantă a vitezei de mers în gol a EMU a câmpului transversal

Fig. 2.53. Caracteristicile externe ale UEM ale unui câmp transversal

(curba 2). În cazul supracompensării, se observă tendința UEM de auto-excitație. Aceasta se reflectă în faptul că tensiunea de ieșire crește progresiv cu creșterea curentului (curba 5).

În cazul saturării sistemului magnetic, adică. E. Când ECU operează în secțiunea curbată a caracteristicilor rezultante ale relanti, caracteristicile externe devin neliniare (Fig. 2.53 sunt reprezentate prin linii punctate 2 „și 3“).

1. Poate fi utilizat un generator convențional cu auto-excitație ca UEM al unui câmp longitudinal? Cum se alege valoarea rezistenței auto-excitației înfășurării EMF a câmpului longitudinal?

2. În ce mod sunt combinate două etape de amplificare într-o UEM cu o singură jawă a unui câmp transversal? În ce mod funcționează generatorul, echivalent cu prima etapă de amplificare a UEM? Care perii ale UEM fac parte din prima etapă a amplificării? Care lichidare creează fluxul de excitație al celei de-a doua etape a amplificării?

4. Ce factori determină factorul de amplificare al UEM? Care este lichidul de compensare în UEM al câmpului transversal?

4. Care sunt instrumentele utilizate pentru a asigura stabilitatea activității UEM a câmpului transversal? În ce direcție se mișcă periile UEM? Care este gradul de compensare pentru reacția longitudinală a ancorei? Cum se modifică factorul de amplificare al UEM?

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Mașini electrice

Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: