Sheme za vključitev električnih strojnih ojačevalnikov
Vsak neodvisno vzbujen električni generator lahko imenujemo električni strojni ojačevalnik (EMU), pri čemer je vzbujanje vhodno, glavno vezje pa izhodno. Enako lahko rečemo za sinhronski generator. V praksi se emu običajno imenuje enosmerni generator posebne konstrukcije; za svoje vzbujanje porabi izjemno malo moči v primerjavi z nazivno močjo tega generatorja.
V električnem pogonu je najbolj razširjen ojačevalnik prečnega polja. Konstrukcijska značilnost takšnega ojačevalnika je, da sta dva para ščetk AA in BB nameščena na kolektorju v medsebojno pravokotnih ravninah, v vzdolžni in prečni osi (z bipolarno konstrukcijo). V tem primeru so ščetke AA v prečni osi v kratkem stiku, ščetke BB v vzdolžni osi pa pripadajo glavnemu tokovnemu vezju generatorja (slika 1).
Ojačevalnik ima več poljskih tuljav, imenovanih krmilne tuljave, in eno kompenzacijsko tuljavo. Eno od krmilnih tuljav neodvisno napaja vir enosmernega toka.Imenuje se glavni in porabi malo energije v primerjavi z močjo glavnih tokovnih sponk ECU. To tuljavo običajno napaja stabiliziran enosmerni vir. Preostale krmilne tuljave so namenjene prilagajanju nastavljene vrednosti in stabilizaciji delovanja ojačevalnikov električnih strojev.
Preberite več o napravi in delovanju EMU v tem članku: Elektromehanski ojačevalniki
riž. 1. Vezja za vklop EMU in gibljive povratne informacije s ščetkami
Na sl. 1, b prikazuje shematski diagram ECU z dvema dodatnima napetostnima povratnima tuljavama za izhod ECU. Tuljava operacijskega sistema se imenuje stabilizator in je prilagodljiva povratna zanka za izhodno napetost ECU. Vklopi ga lahko kondenzator, najpogosteje pa transformator, imenovan stabilizacijski transformator.
Tok v tej tuljavi in s tem fluks se lahko pojavita le, ko se napetost na sponkah EMU spremeni (poveča ali zmanjša). Načeloma se prilagodljiva povratna informacija odziva le na spremembe nadzorovanega parametra. Matematično gledano lahko rečemo, da se v splošnem primeru prožna povratna zveza odziva na prvi ali drugi časovni odvod krmiljenega parametra (npr. trenutne napetosti itd.).
OH tuljava je povezana neposredno z napetostjo ECU, zato skozi njo ves čas delovanja teče tok. Tok in s tem fluks v tej tuljavi je sorazmeren z napetostjo. Pri tej povezavi OH tuljava služi kot trda povratna napetost.
Na sl. 1, v EMU se uporablja kot generator za napajanje motorja, na sl. 1, d prikazuje graf napetosti kot funkcijo časa, ki pojasnjuje, kar je bilo povedano o povratnih zvezah.
Razmislimo o delovanju povratnih tuljav na primeru uporabe EMU kot vzbujalnika generatorju pretvorbenega bloka sistema G-D (slika 2).
riž. 2. Shema za vključitev ojačevalnika električnega stroja kot vzbujalnega generatorja v sistemu G-e
Tu običajni generatorski motor (G-D) napaja DCT motor z enosmernim tokom. V tem primeru vzbujalno tuljavo generatorja G ne napaja vzbujevalnik B, temveč ECU, katerega glavna tuljava se napaja skozi reostat PB3 in stikalo P iz vzbujalnika B pretvorne enote.
Poleg te tuljave je EMU opremljen s tremi tuljavami: OS, OH in OT.
OS — stabilizacijska povratna tuljava. Povezan je vzporedno z glavnim tokokrogom ECU preko stabilizacijskega transformatorja TS in zagotavlja stabilno delovanje IUU.Med normalnim delovanjem je vrednost napetosti v glavnem tokokrogu ECU nespremenjena in zato tok ne teče skozi stabilizacijska tuljava OS.
Ko se napetost spremeni v sekundarnem navitju transformatorja TS, se inducira e. d. s sorazmeren s spremembo napetosti ECU. Ta e itd. v. ustvari tok v krogu krmilne tuljave in s tem magnetni pretok Phos. Ko se napetost poveča, je tok iz navitja OS usmerjen na tok glavne tuljave OZ, in ko se napetost zmanjša, ima tok iz navitja OS isto smer kot glavni tok in tako obnovi napetost na sponkah ECU .
OH — napetostna povratna tuljava. Priključen je na napetost U glavnega tokokroga generatorja. Tok navitja OH je usmerjen na tok glavnega navitja.
Z naraščanjem napetosti glavnega tokokroga generatorja se povečuje pretok iz navitja OH, zaradi nasprotne smeri tokov EMU pa se skupni magnetni pretok zmanjša, napetost pa teži k enaki vrednosti. Ko se napetost U zmanjša, se nastali tok poveča, kar preprečuje zmanjšanje napetosti. Pri konstantni obremenitvi (I= const) in konstantni vrednosti napetosti se hitrost motorja ohranja konstantna.
OT je trdna tokovna povratna tuljava, povezana preko šanta Š v glavnem tokovnem vezju generatorja. Ko se obremenitev poveča, to je, ko se poveča tok v glavnem tokokrogu, se napetost na sponkah motorja zmanjša zaradi povečanja padca napetosti v glavnem tokokrogu.
Da bi ohranili stalno vrtilno frekvenco motorja, je treba ta padec napetosti kompenzirati, to je povečati napetost generatorja. Za to mora imeti fluks navitja OT enako smer kot fluks glavnega navitja.
Ko se obremenitev zmanjša, bi se moralo število vrtljajev motorja povečati pri konstantni napetosti U. Vendar bo to zmanjšalo pretok v navitju OT in s tem celoten vzbujevalni tok. Posledično se napetost zmanjša za toliko, da si bo motor prizadeval ohraniti dano hitrost °.
Ista tuljava se lahko uporablja za vzdrževanje konstantnega toka v glavnem tokokrogu. V tem primeru bi bilo treba spremeniti polariteto v navitju OT, tako da je tok v nasprotni smeri.