• 3 Електромашинний підсилювач

  • Скачать 14.91 Mb.


    страница63/68
    Дата29.01.2019
    Размер14.91 Mb.
    ТипУчебник

    Скачать 14.91 Mb.

    Конструкція трансформаторів


    1   ...   60   61   62   63   64   65   66   67   68

    Однак зменшення числа витків обмотки збудження забезпечує зближення характеристик лише при навантаженні, близької до номінального. На мал. 29.15, б наведені робочі характеристики універсального колекторного двигуна типу УМТ-22 (55 Вт, 200 про/хв, 110/127 В). Споживаний двигуном струм при роботі від мережі змінного токовища більше, ніж при роботі цього ж електродвигуна від мережі постійного токовища, тому що змінне токовище крім активної має ще й реактивну складову. Коефіцієнт корисної дії універсальних двигунів при змінному струмі нижче, ніж при постійному, що викликано підвищеними магнітними втратами. Області застосування універсальних колекторних двигунів досить широкі: їх застосовують в автоматиці, для приводу різного електроінструмента, побутових електроприладів й ін.



    3 Електромашинний підсилювач

    Електромашинный підсилювач (ЕМУ) являє собою електричну машину, що працює в генераторному режимі й призначену для посилення електричних сигналів. Електромашинные підсилювачі застосовуються в системах автоматики. Найпростіший ЕМУ — це генератор постійного струму незалежного порушення (див. мал. 28.2, а). Тому що напруга на виході генератора залежить від струму порушення (див. мал. 28.2, б), те, змінюючи струм порушення, можна управляти напругою на виході генератора. Отже, порівняно невеликою потужністю в ланцюзі обмотки збудження можна управляти значною потужністю в ланцюзі якоря.

    Електромашинные підсилювачі, виконані за принципом генератора незалежного порушення, не знайшли широкого застосування, тому що вони не можуть забезпечити досить великого коефіцієнта підсилення по потужності (не більше 80-100), що представляє собою відношення потужності на виході підсилювача до потужності на вході обмотки керування.

    Найбільше поширення в автоматиці одержали електромашинні підсилювачі поперечного поля. На відміну від звичайного генератора постійного струму в цьому ЕМУ основним робітником потоком є магнітний потік, створюваний струмом обмотки якоря, — поперечний потік реакції якоря (див. мал. 26.4, б).

    На колекторі ЕМУ встановлено два комплекти щіток: один комплект — (мал. 30.1, а) — розташований по поперечній осі головних полюсів, тобто на геометричної нейтрали, а іншої — по поздовжній осі головних, полюсів. Щітки замкнуті накоротко, а до щіток підключений робочий ланцюг ЕМУ.



    Помимо обмотки якоря підсилювач має одну або кілька обмоток керування , компенсаційну обмотку (ОК), поперечну подмагничивающую обмотку (ОП) і обмотку додаткових полюсів (ОД). Якір підсилювача приводиться в обертання електродвигуном.

    Якщо до однієї з обмоток керування підвести напруга , то в цій обмотці з'явиться струм керування , що створює МРС обмотки керування . Ця МРС, у свою чергу, створює магнітний потік , що наведе в обмотці якоря в ланцюзі щіток ЕРС . Електрорушійна сила невелика, але тому що щітки замкнуті накоротко, те ЕРС викличе значний струм . Струм в обмотці якоря створить МРС і магнітний потік , що спрямований по поперечній осі головних полюсів, тобто по геометричної нейтрали, і нерухомий у просторі. В обмотці якоря, що обертається в нерухомому потоці , наводиться ЕРС , що знімає з поздовжніх щіток .

    Если до вихідних затискачів ЕМУ підключити навантаження , то ЕРС створить у ланцюзі щіток робочий струм .

    Таким чином, невелика потужність обмотки керування проходить два щаблі посилення: спочатку ця потужність підсилюється на щаблі «ланцюг керування - поперечний ланцюг», а потім на щаблі «поперечний ланцюг - поздовжня (робоча) ланцюг».

    Посилення потужності на кожному щаблі характеризується коефіцієнтом підсилення, що на щаблі «ланцюг керування — поперечне коло визначається відношенням потужності в поперечному ланцюзі до потужності керування :



    . (30.1)

    Коефіцієнт підсилення на щаблі «поперечний ланцюг - поздовжня (робоча) ланцюг» визначається відношенням потужностей у цих ланцюгах:



    , (30.2)
    де — потужність у робочому колі підсилювача, тобто в ланцюзі щіток .


    Рис. 30.1 ЕМУ поперечного поля:

    — принципова схема;

    — зовнішні характеристики

    Загальний коефіцієнт підсилення ЕМУ дорівнює добутку приватних коефіцієнтів підсилення:



    . (30.3)

    Коефіцієнт підсилення электромашинных підсилювачів може досягати 2000-20 000.

    Варто пам'ятати, що потужність на виході ЕМУ являє собою перетворену механічну потужність приводного електродвигуна. Значення цієї потужності, що може досягати більше 20 квт, управляється невеликою потужністю керування (звичайно 0,1-1,0 Вт).

    Обмотка додаткових полюсів (ОД) служить для поліпшення комутації на поздовжніх щітках . Поперечна подмагничивающая обмотка (ОП) підсилює магнітний потік по поперечній осі, що дозволяє зменшити струм у ланцюзі щіток , отже, поліпшити комутацію на цих щітках (в ЕМУ малої потужності ця обмотка відсутня).

    Компенсаційна обмотка (ОК), наявність якої в ЕМУ обов'язково, усуває вплив, що розмагнічує, реакції якоря по поздовжній осі. Справа в тому, що струм робочого ланцюга ЕМУ (струм навантаження) створює МРС по поздовжній осі , спрямовану назустріч МРС обмотки керування . Ця МРС набагато менше МРС , тому навіть при невеликому навантаженні підсилювача вплив, що розмагнічує, реакції якоря по поздовжній осі настільки велико, що підсилювач розмагнічується й напругу на його виводах падає до нуля. Для усунення цього явища на статорі ЕМУ розташовують компенсаційну обмотк, включену послідовно в робочий ланцюг якоря. З появою струму в робочому ланцюзі виникає МРС компенсаційної обмотки , спрямована по поздовжній осі зустрічно МРС реакції якоря . Цим усувається (компенсується) вплив, що розмагнічує, реакції якоря по поздовжній осі. Для повної компенсації необхідно, щоб МРС і були рівні, тому що недокомпенсація або перекомпенсація значно впливає на магнітний потік , а отже, і на властивості ЭМУ. Однак розрахувати компенсаційну обмотку з необхідною точністю практично неможливо, що веде до необхідності досвідченого настроювання необхідного значення МРС за допомогою реостата , шунтирующего компенсаційну обмотку.

    Електромашинныеі підсилювачі поперечного поля виконують двухполюсными, при цьому кожний з головних полюсів розщеплюють на дві частини 1, між якими розташовують додаткові полюси 2 (мал. 30.2). Обмотки керування 4 виконують зосередженими у вигляді полюсних котушок, надягнутих на головні полюси, що ж стосується компенсаційної обмотки 3, те її роблять розподіленої, використовуючи для цього пази в полюсних наконечниках головних полюсів. Цим досягається компенсація поздовжньої реакції якоря по всьому периметрі статора.



    Рис. 30.2. Розташування обмоток ЕМУ на статорі

    При потужності до декількох кіловатів ЕМУ виконують у загальному корпусі із приводним двигуном постійний або змінний токи. При значній потужності ЕМУ й двигун виконують роздільно й монтують на загальній рамі.



    Робочі властивості ЕМУ в значній мірі визначаються його зовнішньою характеристикою при й . Напруга на виході підсилювача

    , (30-4)

    де сума електричних опорів у поздовжньому ланцюзі якоря, Ом, що включає в себе опору обмотки якоря , додаткових полюсів , компенсаційної обмотки й щіткового контакту .

    Через те, що магнітний ланцюг підсилювача не насичений, напруга є лінійною функцією струму навантаження , тобто зовнішня характеристика ЭМУ являє собою практично пряму лінію (мал. 30.1, б).

    Угол нахилу зовнішньої характеристики до осі абсцис (твердість характеристики) залежить від ступеня компенсації реакції якоря. При повній компенсації МРС компенсаційної обмотки дорівнює МРС реакції якоря по поздовжній осі . У цьому випадку зовнішня характеристика виходить досить твердої (крива 3), тому що зменшення напруги при збільшенні струму навантаження відбувається лише за рахунок збільшення спадання напруги в ланцюзі якоря по поздовжній осі .

    При недокомпенсації зовнішня характеристика виходить менш твердої (крива 4). Порозумівається це тим, що при недокомпенсації МРС , зростаючи зі збільшенням струму , значно послабляє магнітний потік обмотки керування , що веде до помітного зменшення напруги на виході ЕМУ.

    Якщо в підсилювачі настроїти невелику перекомпенсацію так, щоб МРС повністю компенсувала не тільки реакцію якоря по поздовжній осі, але й спадання напруги , то зовнішня характеристика підсилювача стає абсолютно твердої й розташовується паралельно осі абсцис (крива 2). У цьому випадку напруга на виході ЕМУ залишається незмінним у всьому діапазоні зміни навантаження.


    1   ...   60   61   62   63   64   65   66   67   68

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Конструкція трансформаторів

    Скачать 14.91 Mb.