Электромашинные усилители

4.Исключаются электромашинные преобразователи постоянного тока в переменный.

По назначению электрические машины подразделяют на генераторы, двигатели, электромашинные преобразователи и электромеханические преобразователи сигналов; по мощности — на микромашины (менее 0,5 кВт), машины малой мощности (0,5—10 кВт), средней мощности (от 10 до сотен кВт) и большой мощности (свыше сотен киловатт); по частоте вращения — на тихоходные (до 300 об/мин), средней быстроходности (300—1500 об/мин), быстроходные (1500—6000 об/мин) и сверхбыстроходные (свыше 6000 об/мин); по роду тока — на машины постоянного тока и машины переменного тока. Последние в зависимости от особенностей электромагнитной системы подразделяют, в свою очередь, на асинхронные, синхронные и коллекторные машины а также трансформаторы.

1) постоянного тока — электромашинные преобразователи, выпрямители и передвижные сварочные подстанции;

В производственном объединении «Уралмаш» в блоке цехов сварных металлоконструкций использовались две двигатель-генераторные установки постоянного тока: на 40 и 100 постов сварки соответственно. Они приводились во вращение двигателями 6 кВ. Установка цеховой подстанции с трансформатором ТСЗ-1000 напряжением 6/0,4 кВ и тремя блоками выпрямителей ВМГ-5000 позволила заменить электромашинные преобразователи и получить в цехах металлоконструкций годовую экономию электроэнергии около 225 тыс. кВт-ч *. Экономия получена за счет более высокого КПД выпрямителей по сравнению с двигателями-генераторами.

Сварочные преобразователи (см. табл. 13) представляют собой сочленение двигателя со сварочным генератором постоянного тока, т.е. это подвижные электромашинные преобразователи. Они имеют падающие статические характеристики.

Источниками питания установок средней частоты являются электромашинные преобразователи, статические тиристорные преобразователи, ламповые генераторы и электромагнитные умножители частоты.

Электромашинные преобразователи. Вращающиеся преобразователи до недавнего времени были основными источниками энергии при средних частотах и до сих пор широко используются в промышленности. В СССР вы-

Широко распространенные в начале XX в. электромашинные преобразователи (одноякорные преобразователи и мотор-генераторные установки) уступили свое место более компактным и бесшумным полупроводниковым выпрямителям. Благодаря высоким

Электрические машины служат для преобразования механической энергии в электрическую (электрические генераторы), электрической энергии в механическую (электрические двигатели), а также для преобразования частоты и числа фаз переменного тока, рода тока, например постоянного в переменный ток, постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения (электромашинные преобразователи) .

Для осуществления частотного регулирования угловой скорости находят применение преобразователи, на выходе которых по требуемому соотношению или независимо меняется как частота, так и амплитуда напряжения. Преобразователи частоты можно разделить на электромашинные и вентильные. В свою очередь электромашинные преобразователи могут быть выполнены с промежуточным звеном постоянного тока и непосредственной связью. В последних используют коллекторную машину переменного тока, на вход которой подают переменное напряжение с постоянной частотой и амплитудой, а на выходе ее получают напряжение с регулируемой частотой и амплитудой. Электромашинные преобразователи с непосредственной связью практического применения не получили.

Электромашинные преобразователи частоты с АПЧ применяются обычно для получения частот, превышающих частоту питающей сети, когда необходимо регулировать угловую скорость большого числа согласованно работающих асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Здесь рассматриваются только тахогенераторн и электромашинные усилители, которые яахоцят наиболее широкое применение в схемах автоматического регулирования и автоматизированного электропривода как общепромышленного применения, так и нефтяной промышленности.

В цепях автоматического регулирования буровых механизмов при> меняются генераторы независимого и параллельного возбуждения небольшой мощности, электромашинные усилители и тахогенэратори пооч . тоянноро тока [^6,11,12,13, 14J .

Гибкими, или изодромными, обратными связями называются связи, которые подают на управляющее устройство сигнал, пропорциональный скорости перемещения регулирующего органа. Гибкая обратная связь действует во время переходного процесса. Обратные связи в схемах управления могут действовать не все время, а вступать в действие или отключаться в определенные заданные моменты, называемыми отсечками. Так, например, жесткие отрицательные обратные связи по току или напряжению с отсечками начинают действовать лишь в том случае, когда ток или напряжение превышают значение установленных отсечек I™, или UOTC. Такие связи ограничивают нарастание тока или напряжения выше установленных величин или отсечек и могут допускать лишь небольшое увеличение силы тока или напряжения над заданными значениями. При действии отсечек мы получаем систему управления, поддерживающую соответственно ток и момент или напряжение электродвигателя с заданной точностью. Такие системы могут также обеспечивать заданное ускорение при разгоне или торможении электродвигателя. В качестве преобразователя в этих системах управления могут быть использованы магнитные усилители с несколькими обмотками управления, позволяющими вести алгебраическое суммирование сигналов, или же электромашинные усилители. Отсечки по напряжению могут быть выполнены с помощью потенциометров сравнения. На ДИ показана структурная схема последовательно включенных звеньев системы.

______________ § 12.6. Электромашинные усилители________________333:

§ 12.6. Электромашинные усилители

Усиление мощности происходит за счет первичного двигателя, вращающего якорь генератора. Коэффициент усиления мощности можно увеличить, если использовать каскадное включение двух генераторов. Мощность цепи управления подводится к обмотке возбуждения первого генератора, а цепь якоря этого генератора присоединяется к обмотке возбуждения второго, более мощного генератора, от цепи якоря которого питается нагрузка. В этом случае, например для каскада машин с выходной мощностью РВых=30 кВт, можно получить коэффициент усиления &у=&у1йу2= 1000-f- 1200. Однако такой способ усиления мощности не пригоден для автоматических устройств из-за большой инерционности (большая индуктивность цепей возбуждения замедляет процесс передачи изменения сигнала управления в основную цепь машины), а также из-за низкого коэффициента усиления, особенно при малых мощностях генераторов. На практике чаще применяют так называемые электромашинные усилители (ЭМУ) поперечного поля, использующие для усиления мощности магнитный поток реакции якоря. Электрическая схема, поясняющая принцип действия такого усилителя, приведена на 12.17.

^____________________§ 12.6. Электромашинные усилители______________ 335

&у=2000-1-20 000. Кроме того, ЭМУ быстро реагирует на измейение тока управления, так как индуктивности обмоток управления и якоря относительно малы. Электромашинные усилители широко применяются для управления большими мощностями путем изменения малой мощности при питании мощных исполнительных двигателей и в качестве вспомогательных машин для различных электроприводов в системах автоматического регулирования.

Кроме того, заводами выпускаются машины специальных серий: тяговые двигатели до 3300 В и мощностью до 1000 кВт; машины систем генератор — двигатель для прокатных станов мощностью до 10 000 кВ>т; электромашинные усилители на мощности до нескольких десятков киловатт; машины малой мощности (микромашины) до 0,7 кВт.

§ 12.6. Электромашинные усилители........ 333

15-5. Электромашинные усилители