Схеми за включване на електрически машинни усилватели
Всеки електрически генератор с независимо възбуждане може да се нарече усилвател на електрическа машина (EMU), като отчита възбуждането като вход, а основната токова верига като изход. Същото може да се каже и за синхронния генератор. На практика ему обикновено се нарича DC генератор със специална конструкция; той консумира изключително ниска мощност за възбуждането си в сравнение с номиналната мощност на този генератор.
Най -широко разпространен в електрическото задвижване е напречният усилвател на полето. Конструктивната особеност на такъв усилвател е, че две двойки четки AA и BB са разположени върху колектора във взаимно перпендикулярни равнини, в надлъжната и напречната ос (с двуполюсна конструкция). В този случай четките AA в напречната ос са късо съединени, а четките BB в надлъжната ос принадлежат към основната токова верига на генератора (фиг. 1).
Усилвателят има няколко полеви намотки, наречени контролни намотки, и една компенсационна намотка.. Една от управляващите намотки се захранва независимо от източник на постоянен ток. Той се нарича главен и консумира ниска мощност в сравнение с мощността на клемите на основния ток на ECU. Тази намотка обикновено се захранва от стабилизиран източник на постоянен ток. Останалите контролни намотки са предназначени да регулират зададената стойност и да стабилизират работата на усилвателите на електрически машини.
Прочетете повече за устройството и как работи EMU в тази статия: Електромашинни усилватели
Ориз. 1. Схеми за включване на EMU и гъвкава обратна връзка с четки
На фиг. 1, б показва схематична диаграма на ECU с две допълнителни намотки за обратна връзка за напрежението на изхода на ECU. Намотката на операционната система се нарича стабилизираща и представлява гъвкава обратна връзка за напрежението на изхода на ECU. Може да се включи чрез кондензатор, но най -често чрез трансформатор, наречен стабилизиращ трансформатор.
Токът в тази намотка и следователно потокът може да възникне само когато напрежението в клемите на EMU се промени (увеличи или намали). По принцип гъвкавата обратна връзка реагира само на промени в контролирания параметър. Математически казано, можем да кажем, че в общия случай гъвкавата обратна връзка реагира на първата или втората времева производна на управлявания параметър (например напрежение на тока и т.н.).
Намотката OH е свързана директно към напрежението на ECU, следователно токът преминава през нея по всяко време на работа. Токът и следователно потокът в тази намотка е пропорционален на напрежението. С тази връзка намотката OH служи като твърда обратна връзка по напрежение.
На фиг. 1, в EMU се използва като генератор, захранващ двигателя, а на фиг. 1, г показва графика на напрежението като функция на времето, която обяснява казаното за обратните връзки.
Нека разгледаме работата на намотките за обратна връзка в примера за използване на EMU като възбудител към генератора на преобразувателния блок на G-D системата (фиг. 2).
Ориз. 2. Схема за включване на усилвател на електрическа машина като генератор на възбудител в G системата-д
Тук конвенционален генератор-двигател (G-D) захранва DCT двигател с постоянен ток. В този случай намотката за възбуждане на генератора G се захранва не от възбудителя B, а от ECU, чиято главна намотка се подава през реостата PB3 и превключвателя P от възбудителя B на преобразувателния блок.
В допълнение към тази намотка, EMU е оборудван с три намотки: OS, OH и OT.
OS — стабилизираща намотка за обратна връзка. Той е свързан паралелно към главната верига на ЕМУ чрез стабилизиращ трансформатор TS и осигурява стабилна работа на ИУУ.По време на нормална работа стойността на напрежението в главната верига на ECU е непроменена и следователно токът не преминава през стабилизиращата намотка на ОС.
Когато напрежението се промени във вторичната намотка на TS трансформатора, e се индуцира. d. s, пропорционално на промяната в напрежението на ECU. Този д. и т.н. с. създава ток във веригата на управляващата намотка и следователно магнитен поток Phos. С увеличаване на напрежението потокът от намотката на ОС се насочва към потока на главната намотка на OZ, а с намаляване на напрежението потокът от намотката на ОС има същата посока като главния поток и по този начин възстановява напрежение на клемите на ECU.
OH — намотка за обратна връзка с напрежение. Той е свързан към напрежението U на главната верига на генератора. Потокът на OH намотката е насочен към потока на главната намотка.
С увеличаване на напрежението на главната верига на генератора, потокът от намотката на OH се увеличава и поради противоположната посока на потоците на EMU, общият магнитен поток намалява, а напрежението има тенденция да приема същата стойност. С намаляване на напрежението U, полученият поток се увеличава, предотвратявайки намаляване на напрежението. При постоянно натоварване (Аз= const) и постоянна стойност на напрежението, скоростта на двигателя се поддържа постоянна.
OT е плътна намотка за обратна връзка по ток, свързана чрез шунт Ш в основната токова верига на генератора. С увеличаване на натоварването, тоест с увеличаване на тока в главната верига, напрежението в клемите на двигателя намалява поради увеличаване на спада на напрежението в основната токова верига.
За да се поддържа постоянна скорост на двигателя, е необходимо да се компенсира този спад на напрежението, т.е.да се увеличи напрежението на генератора. За това потокът на OT намотката трябва да има същата посока като потока на главната намотка.
С намаляване на натоварването скоростта на двигателя трябва да се увеличи при постоянно напрежение U. Това обаче ще намали потока в намотката на OT и съответно общия поток на възбуждане. В резултат на това напрежението ще намалее с такова количество, че двигателят ще се стреми да поддържа дадено ° Скора.
Същата намотка може да се използва за поддържане на постоянен ток в главната верига. В този случай би било необходимо да се промени полярността в намотката на OT, така че потокът да има обратна посока.