Penguat elektromekanikal

Penguat ialah peranti di mana isyarat kuasa rendah (kuantiti input) mengawal kuasa yang agak tinggi (kuantiti output). Dalam kes ini, nilai output adalah fungsi isyarat input dan keuntungan berlaku disebabkan oleh tenaga sumber luaran.

Penguat V keluaran mesin elektrik (terkawal) kuasa elektrik dijana daripada kuasa mekanikal motor pemacu.

Penguat elektromekanikal (EMU) ialah mesin pengumpul DC.

Bergantung kepada kaedah pengujaan, penguat mesin elektrik dibahagikan kepada penguat medan membujur dan penguat medan melintang.

Penguat medan longitudinal, di mana fluks pengujaan utama diarahkan sepanjang paksi membujur mesin, termasuk:

1) penguat mesin elektrik bebas,

2) Penguat mesin elektrik yang teruja sendiri,

3) penguat dua mesin,

4) penguat mesin elektrik dua pengumpul,

5) penguat mesin elektrik dua dan tiga peringkat medan membujur

Penguat medan melintang, di mana fluks pengujaan utama diarahkan sepanjang paksi melintang mesin, termasuk:

1) Penguat elektromekanikal dengan pic diametral belitan angker,

2) penguat mesin elektrik padang angker separuh diameter,

3) Penguat elektromekanikal dengan sistem magnet berpecah.

Semakin rendah kuasa kawalan penguat mesin elektrik, semakin kecil berat dan dimensi peralatan kawalan. Oleh itu, ciri utama adalah keuntungan. Bezakan antara keuntungan kuasa, keuntungan semasa dan keuntungan voltan.

Keuntungan kuasa penguat kp ialah nisbah kuasa output Pout kepada Pin kuasa input dalam operasi keadaan mantap:

kp = Poutput / Pvx

Keuntungan voltan:

kti = Uout / Uin

di mana Uout ialah voltan litar keluaran; — voltan litar input.

Keuntungan semasa ki Nisbah arus litar keluaran penguat keluaran Az kepada arus litar input Azv:

ki = Saya di luar / Azv

Ia berikutan daripada apa yang telah dikatakan bahawa penguat mesin elektrik boleh mempunyai keuntungan kuasa yang cukup tinggi (103 — 105). Sama pentingnya kepada penguat ialah prestasinya, dicirikan oleh pemalar masa litarnya.

Mereka bertujuan untuk mendapatkan keuntungan kuasa tinggi dan kelajuan tindak balas yang tinggi daripada penguat mesin elektrik, i.e. pemalar masa terkecil yang mungkin.

Dalam sistem kawalan automatik, penguat mesin elektrik digunakan sebagai penguat kuasa dan beroperasi terutamanya dalam mod sementara di mana beban arus yang ketara berlaku. Oleh itu, salah satu keperluan untuk penguat mesin elektrik ialah kapasiti beban lampau yang baik.

Kebolehpercayaan dan kestabilan operasi adalah antara keperluan yang paling penting untuk penguat mesin elektrik.

Penguat mesin elektrik yang digunakan pada pesawat dan pemasangan pengangkutan hendaklah sekecil dan ringan yang mungkin.

Dalam industri, yang paling banyak digunakan ialah penguat mesin bebas, penguat mesin teruja sendiri, dan penguat mesin merentas medan berdiameter langkah.

Faktor penguatan kuasa EMU bebas tidak melebihi 100. Untuk meningkatkan faktor penguatan kuasa EMU, penguat mesin elektrik teruja sendiri telah dicipta.

EMU berstruktur dengan pengujaan diri (EMUS) berbeza daripada EMU bebas hanya kerana belitan pengujaan diri diletakkan pada kutub pengujaannya secara sepaksi dengan belitan kawalan, yang disambung selari dengan belitan angker atau bersiri dengannya.

Penguat sedemikian digunakan terutamanya untuk menggerakkan penggulungan pengujaan penjana dalam sistem penjana-motor, dan dalam kes ini tempoh sementara ditentukan oleh pemalar masa penjana.

Tidak seperti EMU bebas dan EMU yang teruja sendiri (EMUS), di mana fluks pengujaan utama ialah fluks magnet membujur yang diarahkan sepanjang kutub pengujaan, dalam EMU medan melintang, fluks pengujaan utama ialah fluks melintang daripada tindak balas angker.

Ciri statik yang paling penting bagi EMU medan silang ialah faktor perolehan kuasa. Keuntungan besar diperoleh kerana fakta bahawa EMU medan silang adalah penguat dua peringkat. Peringkat pertama penguatan: gegelung kawalan dilitar pintas ke berus melintang.Peringkat kedua: rantaian litar pintas berus melintang - rantai keluaran berus membujur. Oleh itu, jumlah keuntungan kuasa ialah kp = kp1kp2, di mana kp1 ialah keuntungan peringkat 1; kp2 — faktor penguatan peringkat ke-2.

Apabila menggunakan penguat mesin elektrik dalam sistem kawalan automatik tertutup (penstabil, pengawal selia, sistem penjejakan), mesin harus diberi sedikit pampasan (k = 0.97 ÷ 0.99), kerana sekiranya berlaku pampasan berlebihan dalam sistem semasa bekerja, gangguan palsu akan berlaku disebabkan oleh gegelung pampasan m.s sisa, yang akan membawa kepada berlakunya ayunan diri dalam sistem.

Keuntungan kuasa keseluruhan EMU medan melintang adalah berkadar dengan kuasa keempat kelajuan putaran angker, kekonduksian magnet di sepanjang paksi melintang dan membujur, dan bergantung kepada nisbah rintangan belitan mesin dan beban.

Ia berikutan bahawa penguat akan mempunyai keuntungan kuasa yang lebih tinggi, litar magnet yang kurang tepu dan kelajuan putarannya yang lebih tinggi. Tidak mustahil untuk meningkatkan kelajuan putaran secara berlebihan, kerana kesan pensuisan arus mula meningkat dengan ketara. Oleh itu, dengan peningkatan kelajuan yang berlebihan akibat peningkatan arus pensuisan, keuntungan kuasa tidak akan meningkat malah mungkin berkurangan.

Penggunaan penguat mesin elektrik

Penguat mesin elektrik dihasilkan secara besar-besaran dan digunakan secara meluas dalam sistem kawalan automatik dan pemacu elektrik automatik.Dalam sistem penjana-motor, penjana, dan selalunya penguja, pada asasnya adalah penguat mesin elektrik bebas yang disambungkan dalam lata. Yang paling biasa ialah penguat elektrik medan melintang. Penguat ini mempunyai beberapa kelebihan, yang utama ialah:

1) keuntungan kuasa yang tinggi.

2) kuasa input rendah,

3) kelajuan yang mencukupi, iaitu pemalar masa kecil litar penguat. Masa kenaikan voltan dari sifar kepada nilai nominal untuk penguat industri dengan kuasa 1-5 kW ialah 0.05-0.1 saat,

4) kebolehpercayaan yang mencukupi, ketahanan dan had variasi kuasa yang luas,

5) kemungkinan mengubah ciri dengan mengubah tahap pampasan, yang memungkinkan untuk mendapatkan ciri luaran yang diperlukan.

Kelemahan penguat mesin elektrik termasuk:

1) dimensi dan berat yang agak besar berbanding dengan penjana DC dengan kuasa yang sama, kerana litar magnet tak tepu digunakan untuk mendapatkan keuntungan yang besar,

2) kehadiran tekanan sisa akibat histerisis. EMF teraruh dalam angker oleh sisa fluks kemagnetan, memutarbelitkan pergantungan linear voltan keluaran pada isyarat input di kawasan isyarat kecil dan melanggar keunikan pergantungan parameter output penguat mesin elektrik pada input apabila menukar kekutuban isyarat input, kerana fluks kemagnetan sisa dengan kekutuban malar isyarat akan meningkatkan aliran kawalan, dan apabila kekutuban isyarat berubah, ia mengurangkan aliran kawalan.

Di samping itu, di bawah pengaruh sisa EMF penguat mesin elektrik yang beroperasi dalam mod overcompensation, dengan rintangan beban rendah dan isyarat input sifar, ia boleh merangsang diri dan kehilangan kebolehkawalan. Fenomena ini dijelaskan oleh peningkatan yang tidak terkawal dalam fluks magnet membujur mesin, pada mulanya sama dengan fluks magnetisme sisa, disebabkan oleh tindakan memandu gegelung pampasan.

Untuk meneutralkan kesan berbahaya aliran kemagnetan sisa dalam penguat mesin elektrik, penyahmagnetan arus ulang-alik dijalankan, dan penguat mesin elektrik itu sendiri diletakkan dalam sistem automatik agak tidak mencukupi.

Perlu diingatkan bahawa dengan pengenalan penukar semikonduktor, penggunaan penguat mesin elektrik dalam sistem pemacu elektrik penguat (penjana) mesin elektrik — enjin telah dikurangkan dengan ketara.