Magnetiska förstärkare i metallskärmaskiner

Den magnetiska förstärkaren växlar den elektriska kretsen genom att ändra dess induktiva elektriska resistans inom vida gränser, vars värde beror på graden av mättnad hos den magnetiska kretsen.

Magnetiska förstärkare används ofta i elektriska drivningar av metallskärande metallskärmaskiner på grund av deras tillförlitlighet och långa livslängd (det anses vara ett av de mest pålitliga delarna av automationssystem), frånvaron av rörliga delar, möjligheten att utföra magnetiska förstärkare med en effekt från bråkdelar av watt till hundratals kilowatt, hög styrka och hållbarhet vad gäller vibrations- och stötbelastning. Dessutom, tack vare magnetiska förstärkare, är det möjligt att enkelt summera signalerna. De har hög vinst. I magnetiska förstärkare finns det ingen elektrisk koppling mellan ingångs- och utgångskretsarna.

Funktionsprincipen för den magnetiska förstärkaren är baserad på användningen av olinjäriteten hos magnetiseringskurvan för ett ferromagnetiskt material.När DC-magnetiseras mättas förstärkarkärnan och induktansen för förstärkarens växelströmsspolar minskar. Driftlindningarna är vanligtvis seriekopplade med lasten. Därför appliceras spänningen som appliceras på förstärkarens driftlindningar vid mättnadsögonblicket innan kärnan mättas på belastningen.

Belastningsströmmen styrs genom att variera strömmen i förspänningsspolen på den magnetiska förstärkaren. Förspänningsspolen används för att skapa den initiala förspänningen som är nödvändig för att ändra strömmen i lasten på olika sätt beroende på tecknet på styrsignalens polaritet, samt för att välja en punkt på den raka linjen av karakteristiken. Återkopplingsspolen är utformad för att erhålla den erforderliga formen på utgångsegenskaperna.

Strukturellt sett är den magnetiska förstärkaren en kärna gjord av ferromagnetiskt arkmaterial på vilket AC- och DC-spolar är lindade. För att eliminera störningar, t.ex. etc. c. AC-kretsar för DC-spolar AC-spolar lindas separat på kärnan och DC-spolar täcker båda kärnorna.

Schema för den enklaste magnetiska förstärkaren

En magnetisk förstärkare kan ha flera styrspolar. I detta fall, i driftläget, kommer strömmen i lasten att bestämmas av den totala styrströmmen. Det vill säga, den kan användas som en adderare av orelaterade elektriska signaler (permanenta signaler summeras).

Magnetiska förstärkare kan vara både inverterande och inverterande. I irreversibla magnetiska förstärkare orsakar en förändring i polariteten hos styrsignalen inte en förändring i fasen och tecken på lastströmmen.

Kärnorna i magnetiska förstärkare är gjorda av både transformatorstål och permaloid, och transformatorstål används när den magnetiska förstärkarens effekt är större än 1 W. Magnituden på den magnetiska induktionen i transformatorns stålkärna når 0,8 — 1 . 0 T. Förstärkningsfaktorn för sådana magnetiska förstärkare varierar från 10 till 1000.

Permalloy används i magnetiska förstärkare vars effekt är mindre än 1 V. Rektangulär karaktär hysteresloopar för permaloy gör det möjligt att få en vinst från 1000 till 10 000 och mer.

Kärnan i den magnetiska förstärkaren laddas från separata plattor, såsom kärnor i droslar eller transformatorer. Magnetiska förstärkare baserade på ringkärnor har fått bred spridning, som trots de tekniska svårigheterna i sin tillverkning har en rad fördelar, den första varav är frånvaron av luftgap , vilket förbättrar egenskaperna hos den magnetiska förstärkaren.

Följande scheman för magnetiska förstärkare är utbredda: enkel och tryck, reversibla och irreversibla, enfasiga och flerfasiga.

I metallskärningsmaskiner (och inte bara metallskärningsmaskiner) kan du hitta ett mycket brett utbud av design av magnetiska förstärkare: enfas UM-1P-serien, trefas UM-ZP-serien monterad på sex U-formade kärnor gjorda av E310 stål, enfas TUM-serie på ringkärna, blockmagnetiska förstärkare av BD-serien, innehållande, förutom magnetiska förstärkare, nedtrappningstransformatorer, dioder och resistorer monterade på en panel. Elektriska drivsystem kan byggas på alla förstärkare i denna serie.

Lindningskrets för den magnetiska förstärkaren UM-1P

Dessutom används ofta kompletta frekvensomriktare med magnetförstärkare och likströmsmotorer på olika metallskärmaskiner, till exempel en mycket vanlig frekvensomriktare med magnetförstärkare PMU. Men vi kommer säkert att prata om det nästa gång. Dessutom kommer vi i nästa inlägg att fokusera på metoderna för att trimma magnetiska förstärkare och beröra en rad andra frågor som är av intresse för alla som ständigt stöter på eller kommer att stöta på i framtiden när de arbetar med magnetiska förstärkare.

Hela elektriska enheter med magnetiska förstärkare

Trots att statiska omvandlare (tyristorer, krafttransistorer, IGBT-moduler), i våra industrianläggningar är det fortfarande mycket vanligt att se elmotorer och DC-generatorer arbeta i kombination med magnetiska förstärkare.

Magnetiska förstärkare användes mest i industriell utrustning på 1950-talet. I allmänhet, i halvledarteknologins era, finns det följande trend - asynkron och synkron (för hög effekt) drivning används i oreglerad elektrisk drivning och DC-enhet med elektrisk eller statisk (tyrotron eller kvicksilverlikriktare, magnetisk förstärkare) för kontrollerade.

För närvarande, oftast i inhemska företag i systemen för elektrisk utrustning för metallskärmaskiner, maskiner och installationer, är det möjligt att hitta kompletta elektriska drivenheter med likström med magnetiska förstärkare i PMU-serien.

PMU — frekvensomriktare med magnetiska förstärkare och selenlikriktare. Motorhastighetsjusteringsområdet är 10: 1. Justeringen görs genom att ändra ankarspänningen från motorns märkhastighet.Automatiskt styrsystem med elektronisk återkoppling. d s. motor, utan tachogenerator och mellanförstärkare. Driveffekt från 0,1 till 2 kW. Frekvensomriktaren är konstruerad för en likriktad bryggutgångsspänning på 340 till 380 V. För att erhålla tillräckligt styva drivkarakteristika införs negativ ström- och spänningsåterkoppling i kretsen.

Varje frekvensomriktare i PMU-serien är en uppsättning som består av en strömförsörjningsenhet, likriktare, magnetiska förstärkare, en DC-motor och en varvtalsregulator.

Drivningen fungerar enligt följande. Spänningen som appliceras på motorn följer automatiskt signalen beroende på förändringen i dess hastighet. När motorvarvtalet minskar ökar spänningen och vice versa: spänningen håller varvtalsvärdet med en given noggrannhet, oavsett belastningsändring och andra störande faktorer.

Inverkan av olika störande faktorer på rotationshastigheten kompenserar för reaktiviteten hos den magnetiska förstärkarens arbetsspole: när belastningen ökar ökar strömmen i ankaret, vilket leder till en minskning av resistansen hos arbetsspolen i den magnetiska förstärkaren. magnetisk förstärkare. På grund av en minskning av motståndet hos arbetsspolen ökar spänningen i motorankaret, strömmen i lindningarna ökar, vilket ytterligare minskar impedansen hos arbetsförstärkarens lindningar. Som ett resultat av den allmänna minskningen av motståndet av arbetsspolen ökar spänningen i motorankaret, vilket kompenserar för minskningen av motorvarvtalet. Det erforderliga motorvarvtalet ställs in med börvärdet P och motstånden R1 - R4.

PMU-M liknar PMU-serien, men de magnetiska förstärkarna är monterade på U-formade kärnor. Driveffekt PMU-M från 0,1 till 7 kW.

PMU-M-enhet

Omriktare i PMU-M-serien använder ett automatiskt varvtalsregleringssystem med motorarmaturspänning och strömåterkoppling. Den magnetiska förstärkaren har två uppsättningar kontrollspolar. En styrström flyter genom en av dem, som är den algebraiska summan av börvärdesströmmen och återkopplingsströmmarna, och den andra (förspänningsspolen) tjänar till att välja arbetspunkten för den raka sektionen av den magnetiska förstärkarens karakteristik.

För att skydda mot oacceptabelt höga ankarströmvärden är PMU-M frekvensomriktare storlekarna 8 till 11 utrustade med en strömbegränsare. När ankarströmmen överskrider de tillåtna värdena, aktiveras överströmsreläet, dess öppna kontakt öppnar och bryter matningskretsen för styrspolen. När förspänningsspolen förblir stängd avaktiveras den magnetiska förstärkaren och ankarströmmen reduceras. Driften av PMU-M-drivkretsen liknar driften av PMU-drivkretsen.

PMU -P — frekvensomriktare med ökad noggrannhet och utökat styrområde 100: 1. Automatiskt styrsystem med återkoppling för rotationsfrekvensen, som utförs med hjälp av en tachogenerator och en mellanliggande halvledarförstärkare. Motorhastigheten justeras genom att variera ankarspänningen.

Förresten kan magnetiska förstärkare också användas för att reglera spänningen vid terminalerna på den asynkrona motorn, såväl som kontaktlösa starter.

Magnetisk förstärkare-induktionsmotorsystem