Magnetiske forstærkere i metalskæremaskiner
Den magnetiske forstærker skifter det elektriske kredsløb ved at ændre dets induktive elektriske modstand inden for vide grænser, hvis værdi afhænger af graden af mætning af det magnetiske kredsløb.
Magnetiske forstærkere er meget udbredt i elektriske drev til metalskærende metalskærende maskiner på grund af deres pålidelighed og lange levetid (det betragtes som et af de mest pålidelige elementer i automatiseringssystemer), fraværet af bevægelige dele, muligheden for at udføre magnetisk forstærkere med en effekt fra brøkdele af watt til hundredvis af kilowatt, høj styrke og holdbarhed med hensyn til vibrations- og stødbelastning. Takket være magnetiske forstærkere er det desuden muligt nemt at summere signalerne. De har høj profit. I magnetiske forstærkere er der ingen elektrisk forbindelse mellem indgangs- og udgangskredsløbene.
Funktionsprincippet for den magnetiske forstærker er baseret på brugen af ikke-lineariteten af magnetiseringskurven af et ferromagnetisk materiale.Når DC magnetiseres, mættes forstærkerkernen, og induktansen af forstærkerens drifts AC-spoler falder. Driftsviklingerne er normalt forbundet i serie med belastningen. Derfor påføres belastningen den spænding, der påføres forstærkerens driftsviklinger i mætningsøjeblikket, før kernen mættes.
Belastningsstrømmen styres ved at variere strømmen i forspændingsspolen på den magnetiske forstærker. Forspændingsspolen bruges til at skabe den indledende forspænding, der er nødvendig for at ændre strømmen i belastningen på forskellige måder afhængigt af fortegnet på styresignalets polaritet, samt til at vælge et punkt på karakteristikkens retlinjede sektion. Feedbackspolen er designet til at opnå den krævede form af outputkarakteristika.
Strukturelt er den magnetiske forstærker en kerne lavet af ferromagnetisk arkmateriale, hvorpå AC- og DC-spoler er viklet. For at eliminere interferens, f.eks. etc. c. AC-kredsløb af DC-spoler AC-spoler er viklet separat på kernen og DC-spoler dækker begge kerner.
Ordning af den enkleste magnetiske forstærker
En magnetisk forstærker kan have flere styrespoler. I dette tilfælde vil strømmen i belastningen i driftstilstanden blive bestemt af den samlede styrestrøm. Det vil sige, at den kan bruges som en adderer af ikke-relaterede elektriske signaler (permanente signaler summeres).
Magnetiske forstærkere kan være både inverterende og inverterende. I irreversible magnetiske forstærkere forårsager en ændring i styresignalets polaritet ikke en ændring i fase og tegn på belastningsstrømmen.
Kernerne i magnetiske forstærkere er lavet af både transformatorstål og permaloid, og transformerstål bruges, når den magnetiske forstærkers effekt er større end 1 W. Størrelsen af den magnetiske induktion i transformatorens stålkerne når 0,8 — 1 . 0 T. Forstærkningsfaktoren for sådanne magnetiske forstærkere varierer fra 10 til 1000.
Permalloy bruges i magnetiske forstærkere, hvis effekt er mindre end 1 V. Rektangulær karakter hysterese sløjfer for permaloy giver mulighed for at få et overskud fra 1000 til 10.000 og mere.
Kernen i den magnetiske forstærker belastes fra separate plader, såsom kernerne af drosler eller transformere Magnetiske forstærkere baseret på ringkerner har fået bred udbredelse, som trods de teknologiske vanskeligheder i deres produktion har en række fordele, den første hvoraf er fraværet af luftgab, hvilket forbedrer egenskaberne af den magnetiske forstærker.
Følgende skemaer af magnetiske forstærkere er udbredte: enkelt- og tryk, reversible og irreversible, enkeltfasede og flerfasede.
I metalskærende (og ikke kun metalskærende) maskiner kan du finde en meget bred vifte af designs af magnetiske forstærkere: enfaset UM-1P-serien, trefaset UM-ZP-serien samlet på seks U-formede kerner lavet af E310 stål, enfaset TUM-serie på ringkerne, blokmagnetiske forstærkere af BD-serien, indeholdende, foruden magnetiske forstærkere, step-down transformere, dioder og modstande samlet på ét panel. Elektriske drivsystemer kan bygges på alle forstærkere i denne serie.
Vikle kredsløb af UM-1P magnetisk forstærker
Derudover bruges der ofte komplette drev med magnetforstærkere og DC-motorer på forskellige metalskæremaskiner, for eksempel et meget almindeligt drev med magnetforstærkere PMU. Men vi vil helt sikkert tale om det næste gang. Derudover vil vi i næste indlæg fokusere på metoderne til tuning af magnetiske forstærkere og berøre en række andre problemstillinger, som er af interesse for alle, der konstant støder på eller vil støde på i fremtiden, når de arbejder med magnetiske forstærkere.
Fuld elektriske drev med magnetiske forstærkere
På trods af at statiske omformere (tyristorer, krafttransistorer, IGBT moduler), i vores industrianlæg er det stadig meget almindeligt at se elektriske motorer og DC-generatorer arbejde i kombination med magnetiske forstærkere.
Magnetiske forstærkere var mest udbredt i industrielt udstyr i 1950'erne. Generelt i halvlederteknologiens æra er der følgende tendens - asynkron og synkron (til høj effekt) drev bruges i ureguleret elektrisk drev og DC-enhed med elektrisk eller statisk (thyrotron eller kviksølv ensretter, magnetisk forstærker) til kontrolleret.
I øjeblikket er det oftest i indenlandske virksomheder i ordningerne for elektrisk udstyr til metalskæremaskiner, maskiner og installationer muligt at finde komplette jævnstrøms elektriske drev med magnetiske forstærkere af PMU-serien.
PMU — drev med magnetiske forstærkere og selen ensrettere. Motorhastighedsjusteringsområdet er 10: 1. Justeringen foretages ved at ændre ankerspændingen fra den nominelle motorhastighed.Automatisk styresystem med elektronisk feedback. d s. motor, uden tachogenerator og mellemforstærker. Driveffekt fra 0,1 til 2 kW. Drevet er designet til en ensrettet broudgangsspænding på 340 til 380 V. For at opnå tilstrækkeligt stive drivkarakteristika indføres negativ strøm- og spændingstilbagekobling i kredsløbet.
Hvert drev i PMU-serien er et sæt bestående af en strømforsyningsenhed, ensrettere, magnetiske forstærkere, en jævnstrømsmotor og en hastighedsregulator.
Drevet fungerer som følger. Spændingen på motoren følger automatisk signalet afhængigt af ændringen i dens hastighed. Efterhånden som motorhastigheden falder, stiger spændingen og omvendt: Spændingen holder hastighedsværdien med en given nøjagtighed, uanset belastningsændringen og andre forstyrrende faktorer.
Indflydelsen af forskellige forstyrrende faktorer på rotationshastigheden kompenserer for reaktiviteten af den magnetiske forstærkers arbejdsspole: efterhånden som belastningen stiger, øges strømmen i ankeret, hvilket fører til et fald i modstanden af arbejdsspolen til den magnetiske forstærker. magnetisk forstærker. På grund af et fald i arbejdsspolens modstand stiger spændingen i motorankeret, strømmen i viklingerne stiger, hvilket yderligere reducerer impedansen af arbejdsforstærkerens viklinger Som et resultat af det generelle fald i modstanden af arbejdsspolen stiger spændingen i motorankeret, hvilket kompenserer for reduktionen i motorhastigheden. Den nødvendige motorhastighed indstilles ved hjælp af sætpunkt P og modstande R1 - R4.
PMU-M ligner PMU-serien, men de magnetiske forstærkere er samlet på U-formede kerner. Driveffekt PMU-M fra 0,1 til 7 kW.
PMU-M enhed
PMU-M-seriens frekvensomformere bruger et automatisk hastighedskontrolsystem med motorarmaturspænding og strømfeedback. Den magnetiske forstærker har to sæt styrespoler. En styrestrøm løber gennem en af dem, som er den algebraiske sum af sætpunktstrømmen og tilbagekoblingsstrømmene, og den anden (forspændingsspole) tjener til at vælge driftspunktet for den lige sektion af karakteristikken for den magnetiske forstærker.
For at beskytte mod uacceptabelt høje armaturstrømværdier er PMU-M-drev størrelse 8 til 11 udstyret med en strømbegrænser. Når ankerstrømmen overstiger de tilladte værdier, aktiveres overstrømsrelæet, dets åbne kontakt åbner og afbryder styrespolens forsyningskredsløb. Da forspændingsspolen forbliver lukket, deaktiveres den magnetiske forstærker, og ankerstrømmen reduceres. Driften af PMU-M drivkredsløbet svarer til driften af PMU drivkredsløbet.
PMU -P — drev med øget nøjagtighed og udvidet kontrolområde 100: 1. Automatisk styresystem med feedback for rotationsfrekvensen, som udføres ved hjælp af en tachogenerator og en mellemliggende halvlederforstærker. Motorhastigheden justeres ved at variere ankerspændingen.
Forresten kan magnetiske forstærkere også bruges til at regulere spændingen ved terminalerne på den asynkrone motor, såvel som kontaktløse startere.
Magnetisk forstærker-induktionsmotorsystem