Контрольные вопросы

  • 1. Поясните принцип действия и устройство электрических машин постоянного тока?
  • 2. Назовите порядок размещения обмоток якоря электрических машин постоянного тока.
  • 3. Запишите выражение для ЭДС обмотки якоря и величин, входящих в это выражение.
  • 4. Поясните физическую сущность характеристики холостого хода.
  • 5. Сформулируйте определение реакции якоря. Поясните влияние реакции якоря в генераторе постоянного тока.
  • 6. Изобразите схемы генераторов постоянного тока и поясните способы их возбуждения.
  • 7. Запишите уравнения равновесия ЭДС и моментов в генераторах постоянного тока.
  • 8. Обоснуйте условия самовозбуждения генераторов постоянного тока.
  • 9. Изобразите статические характеритики ГПТ и обоснуйте их практическое значение.
  • 10. Перечислите и запишите выражения для динамических характеристик ГПТ.
  • 11. Укажите особенности и назначение конструкции тахогенераторов постоянного тока, запишите уравнение динамики и передаточную функцию.

ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ — ЭМУ

Применение и устройство электромашинных усилителей мощности

В РЭС, системах автоматического управления средней и большой мощности, исполнительными двигателями которых являются двигатели постоянного тока, широко применяются ЭМУ (амплидины). При этом они, как правило, являются одним из последних каскадов усиления системы [771.

На обмотку управления ЭМУ с фазового дискриминатора (или магнитного усилителя) подается небольшая электрическая мощность управления Ру, а с обмотки якоря снимается мощность Рвых. При этом выходная мощность Рвых >> Ру, а коэффициент усиления по мощности

где кР> 10 000 и доходит до 100 000.

Увеличение электрической мощности происходит за счет внешнего источника энергии (механической), которая подводится к ЭМУ от приводного двигателя (асинхронного или двигателя постоянного тока).

Простейшим усилителем мощности является обычный генератор постоянного тока с независимым возбуждением (рис. 2.1), так как мощность якоря Ра больше мощности возбуждения Рв. Поэтому коэффициент усиления генератора

Ш

ил

где к и = и/ив коэффициент усиления по напряжению; к/ = ///„ — коэффициент усиления по току.

При этом коэффициент усиления кр = 7—100, что явно недостаточно для систем автоматического управления.

Для увеличения кР может быть применен каскад из двух генераторов постоянного тока (квадратичная система). Для таких каскадов коэффициент усиления кР 400—1000, что также недостаточно для систем управления. Кроме того, существенным недостатком такого двухкаскадного усилителя помимо громоздкости являются большие постоянные времени Т и Т2 каждого из каскадов.

Для получения значительного коэффициента усиления кР в одной машине при малой инерционности и были созданы специальные машины с продольно-поперечным полем (или иначе машины с поперечным полем) — ЭМУ.

На рис. 2.2 показана схема ЭМУ. Конструктивно электрома-шинный усилитель выполнен подобно генератору постоянного тока, но имеет дополнительный комплект щеток, установленных на коллекторе по поперечной оси машины да и замкнутых накоротко. На статоре ЭМУ расположены следующие обмотки: в продольной оси полюсов с1с1 — обмотки управления У (две или четыре); соосно с ними расположена компенсационная обмотка К, включаемая в продольную цепь последовательно с обмоткой якоря и шунтированная регулировочным резистором ЯК для регулирования степени компенсации усилителя; в этой же цепи

для улучшения коммутации тока под продольными щетками Я1 — Я2 включена обмотка дополнительных полюсов Д. Поперечная цепь, т. е. поперечные щетки ЯЗ—Я4, замкнута накоротко. Иногда для улучшения коммутации в поперечной цепи последовательно с якорем включают поперечную обмотку подмагничивания.

Все рассмотренные обмотки находятся в пазах статора. Якорь ЭМУ и статор шихтуются из листов электротехнической стали. На рис. 2.3 показаны листы статора и якоря, а также схема расположения обмоток двухполюсного усилителя. Такая геометрия является целесообразной для ЭМУ мощностью до 20 кВт.

Обмотки управления / находятся в больших пазах, расположенных на поперечной оси машины. Эти обмотки выполнены в виде четырех катушек. Благодаря наличию двух больших пазов в магнитной системе статора образуются два неявно выраженных полюса, расщепленных средними пазами. Часть большого поперечного паза и малые пазы занимает распределенная компенсационная обмотка 2. Такое расположение компенсационной обмотки создает хорошие условия компенсации, так как обмотка якоря 3, поток которой компенсирует компенсационная обмотка, выполнена также распределенной по окружности якоря. В этом случае компенсация потока продольной реакции якоря производится не только по амплитуде, но и по форме. В средних пазах, расположенных по продольной оси машины, находятся сосредоточенная обмотка дополнительных полюсов 4 и поперечная обмотка подмагничивания 5. На спинке большого паза расположена обмотка размагничивания 6, включаемая в цепь переменного тока. Она необходима для того, чтобы уничтожить ложный сигнал на выходе ЭМУ за счет потока остаточного намагничивания. Конструкция якоря ЭМУ такая же, как у обычных машин постоянного тока.

Электромашинные усилители приводятся во вращение приводными двигателями постоянного и переменного тока. При этом ЭМУ мощностью до 3 кВт выполняют в одном корпусе. Скорость вращения машины составляет от 2900 до 6000 об/мин.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >