Magnetni ojačevalci v strojih za rezanje kovin

Magnetni ojačevalnik preklaplja električni tokokrog tako, da v širokih mejah spreminja svoj induktivni električni upor, katerega vrednost je odvisna od stopnje nasičenosti magnetnega tokokroga.

Magnetni ojačevalniki se pogosto uporabljajo v električnih pogonih strojev za rezanje kovin zaradi svoje zanesljivosti in dolge življenjske dobe (velja se za enega najbolj zanesljivih elementov sistemov avtomatizacije), odsotnosti gibljivih delov, možnosti izvajanja magnetnih ojačevalniki z močjo od frakcij vatov do sto kilovatov, visoko trdnostjo in vzdržljivostjo v smislu vibracij in udarnih obremenitev. Poleg tega je zahvaljujoč magnetnim ojačevalcem možno enostavno sešteti signale. Imajo visok dobiček. V magnetnih ojačevalnikih ni električne povezave med vhodnimi in izhodnimi vezji.

Načelo delovanja magnetnega ojačevalnika temelji na uporabi nelinearnosti krivulje magnetizacije feromagnetnega materiala.Ko je magnetiziran z enosmernim tokom, se jedro ojačevalnika nasiči in induktivnost delovnih tuljav za izmenični tok ojačevalnika se zmanjša. Delovna navitja so običajno zaporedno povezana z obremenitvijo. Zato se napetost, ki se uporablja za delovna navitja ojačevalnika v trenutku nasičenja, preden je jedro nasiči, deluje na bremenu.

Tok bremena se krmili s spreminjanjem toka v prednapetostni tuljavi magnetnega ojačevalnika. Prednapetostna tuljava se uporablja za ustvarjanje začetne pristranskosti, potrebne za spreminjanje toka v obremenitvi na različne načine, odvisno od znaka polarnosti krmilnega signala, kot tudi za izbiro točke na ravnem odseku karakteristike. Povratna tuljava je zasnovana tako, da pridobi zahtevano obliko izhodnih karakteristik.

Strukturno je magnetni ojačevalnik jedro iz pločevinastega feromagnetnega materiala, na katerega so navite AC in DC tuljave. Za odpravo motenj, npr. itd. c. AC tokokrogi tuljav DC Tuljave AC so ločeno navite na jedro in tuljave DC pokrivajo obe jedri.

Shema najpreprostejšega magnetnega ojačevalnika

Magnetni ojačevalnik ima lahko več krmilnih tuljav. V tem primeru bo v načinu delovanja tok v obremenitvi določen s skupnim krmilnim tokom. To pomeni, da se lahko uporablja kot seštevalec nepovezanih električnih signalov (trajni signali se seštejejo).

Magnetni ojačevalniki so lahko invertni in invertni. V ireverzibilnih magnetnih ojačevalnikih sprememba polarnosti krmilnega signala ne povzroči spremembe faze in znaka obremenitvenega toka.

Jedra magnetnih ojačevalnikov so izdelana iz transformatorskega jekla in permaloida, transformatorsko jeklo pa se uporablja, če je moč magnetnega ojačevalnika večja od 1 W. Magnituda magnetne indukcije v jeklenem jedru transformatorja doseže 0,8 - 1 . 0 T. Faktor ojačanja takih magnetnih ojačevalnikov se giblje od 10 do 1000.

Permalloy se uporablja v magnetnih ojačevalnikih, katerih moč je manjša od 1 V. Pravokotni značaj histerezne zanke za permaloy omogoča dobiček od 1000 do 10.000 in več.

Jedro magnetnega ojačevalnika je obremenjeno iz ločenih plošč, kot so jedra dušilk ali transformatorjev Široko razširjenost so dobili magnetni ojačevalniki na osnovi toroidnih jeder, ki imajo kljub tehnološkim težavam pri izdelavi vrsto prednosti, prva od tega je odsotnost zračnih rež, kar izboljša lastnosti magnetnega ojačevalnika.

Razširjene so naslednje sheme magnetnih ojačevalnikov: enojni in potisni, reverzibilni in nepovratni, enofazni in večfazni.

V strojih za rezanje kovin (in ne le za rezanje kovin) lahko najdete zelo široko paleto zasnov magnetnih ojačevalnikov: enofazno serijo UM-1P, trifazno serijo UM-ZP, sestavljeno na šestih jedrih v obliki črke U. iz jekla E310, enofazna serija TUM na toroidnem jedru, blokovni magnetni ojačevalniki serije BD, ki vsebujejo poleg magnetnih ojačevalnikov še padajoče transformatorje, diode in upore, sestavljene na eni plošči. Sisteme električnega pogona je mogoče zgraditi na vseh ojačevalnikih te serije.

Vezje navitja magnetnega ojačevalnika UM-1P

Poleg tega se na različnih strojih za rezanje kovin pogosto uporabljajo celotni pogoni z magnetnimi ojačevalniki in enosmernimi motorji, na primer zelo pogost pogon z magnetnimi ojačevalniki PMU. Bomo pa o tem zagotovo govorili naslednjič. Poleg tega se bomo v naslednjem prispevku osredotočili na metode uglaševanja magnetnih ojačevalnikov in se dotaknili številnih drugih vprašanj, ki zanimajo vsakogar, ki se nenehno srečuje ali se bo v prihodnosti srečal pri delu z magnetnimi ojačevalniki.

Popolni električni pogoni z magnetnimi ojačevalci

Kljub dejstvu, da statični pretvorniki (tiristorji, močnostni tranzistorji, IGBT moduli), v naših industrijskih obratih je še vedno zelo pogosto videti elektromotorje in generatorje enosmernega toka, ki delujejo v kombinaciji z magnetnimi ojačevalniki.

Magnetni ojačevalniki so bili najbolj razširjeni v industrijski opremi v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Na splošno je v dobi polprevodniške tehnologije naslednji trend - asinhroni in sinhroni (za velike moči) pogon se uporablja v nereguliranem električnem pogonu in napravi za enosmerni tok z električnim ali statičnim (tirotron ali živosrebrni usmernik, magnetni ojačevalnik) za nadzorovano.

Trenutno je najpogosteje v domačih podjetjih v shemah električne opreme strojev za rezanje kovin, strojev in naprav mogoče najti popolne enosmerne električne pogone z magnetnimi ojačevalniki serije PMU.

PMU — pogon z magnetnimi ojačevalniki in selenovimi usmerniki. Območje nastavitve hitrosti motorja je 10:1. Prilagoditev se izvede s spreminjanjem napetosti armature glede na nazivno hitrost motorja.Avtomatski krmilni sistem z elektronsko povratno informacijo. d s. motor, brez tahogeneratorja in vmesnega ojačevalnika. Pogonska moč od 0,1 do 2 kW. Pretvornik je zasnovan za popravljeno izhodno napetost mostu od 340 do 380 V. Za pridobitev dovolj togih pogonskih karakteristik so v vezje uvedene negativne tokovne in napetostne povratne informacije.

Vsak pogon serije PMU je sklop, ki ga sestavljajo napajalna enota, usmerniki, magnetni ojačevalniki, enosmerni motor in regulator hitrosti.

Pogon deluje na naslednji način. Napetost, ki se uporablja za motor, samodejno sledi signalu glede na spremembo njegove hitrosti. Z zniževanjem števila vrtljajev motorja napetost narašča in obratno: napetost ohranja vrednost števila vrtljajev z dano natančnostjo, ne glede na spremembo obremenitve in druge moteče dejavnike.

Vpliv različnih motečih dejavnikov na hitrost vrtenja kompenzira reaktivnost delovne tuljave magnetnega ojačevalnika: ko se obremenitev poveča, se tok v armaturi poveča, kar vodi do zmanjšanja upora delovne tuljave magnetnega ojačevalnika. magnetni ojačevalnik. Zaradi zmanjšanja upora delovne tuljave se napetost v armaturi motorja poveča, tok v navitjih se poveča, kar dodatno zmanjša impedanco navitij delovnega ojačevalnika.Kot posledica splošnega zmanjšanja upora delovne tuljave se napetost v armaturi motorja poveča, kar kompenzira zmanjšanje števila vrtljajev motorja. Zahtevano število vrtljajev motorja se nastavi z nastavljeno točko P in upori R1 — R4.

PMU-M je podoben seriji PMU, vendar so magnetni ojačevalniki sestavljeni na jedrih v obliki črke U. Pogonska moč PMU-M od 0,1 do 7 kW.

Naprava PMU-M

Pogoni serije PMU-M uporabljajo sistem za samodejno krmiljenje hitrosti z napetostjo armature motorja in tokovno povratno informacijo. Magnetni ojačevalnik ima dva kompleta krmilnih tuljav. Skozi enega od njih teče krmilni tok, ki je algebraična vsota nastavljenega toka in povratnih tokov, drugi (prednapetostna tuljava) pa služi za izbiro delovne točke ravnega odseka karakteristike magnetnega ojačevalnika.

Za zaščito pred nesprejemljivo visokimi vrednostmi armaturnega toka so pogoni PMU-M velikosti 8 do 11 opremljeni z omejevalnikom toka. Ko tok armature preseže dovoljene vrednosti, se aktivira nadtokovni rele, njegov odprt kontakt se odpre in prekine napajalni tokokrog krmilne tuljave. Ker prednapetostna tuljava ostane zaprta, je magnetni ojačevalnik brez napetosti in armaturni tok se zmanjša. Delovanje pogonskega vezja PMU-M je podobno delovanju pogonskega vezja PMU.

PMU -P — pogoni s povečano natančnostjo in razširjenim krmilnim območjem 100: 1. Avtomatski krmilni sistem s povratno informacijo za frekvenco vrtenja, ki se izvaja s pomočjo tahogeneratorja in vmesnega polprevodniškega ojačevalnika. Hitrost motorja se prilagaja s spreminjanjem napetosti armature.

Mimogrede, magnetni ojačevalniki se lahko uporabljajo tudi za regulacijo napetosti na sponkah asinhronega motorja, kot tudi brezkontaktni zaganjalniki.

Sistem magnetni ojačevalnik-indukcijski motor