Magnetiske forsterkere i metallskjæremaskiner

Den magnetiske forsterkeren bytter den elektriske kretsen ved å endre dens induktive elektriske motstand innenfor vide grenser, hvis verdi avhenger av graden av metning av den magnetiske kretsen.

Magnetiske forsterkere er mye brukt i elektriske stasjoner til metallskjærende metallskjæremaskiner på grunn av deres pålitelighet og lange levetid (det regnes som et av de mest pålitelige elementene i automatiseringssystemer), fraværet av bevegelige deler, muligheten for å utføre magnetisk forsterkere med en effekt fra brøkdeler av watt til hundrevis av kilowatt, høy styrke og holdbarhet når det gjelder vibrasjon og støtbelastning. Dessuten, takket være magnetiske forsterkere, er det mulig å enkelt summere signalene. De har høy fortjeneste. I magnetiske forsterkere er det ingen elektrisk forbindelse mellom inngangs- og utgangskretsene.

Prinsippet for drift av den magnetiske forsterkeren er basert på bruken av ikke-lineariteten til magnetiseringskurven til et ferromagnetisk materiale.Når DC magnetiseres, mettes forsterkerkjernen og induktansen til forsterkerens vekselstrømspoler synker. Driftsviklingene er vanligvis koblet i serie med lasten. Derfor påføres spenningen som påføres driftsviklingene til forsterkeren i metningsøyeblikket før kjernen mettes.

Laststrømmen styres ved å variere strømmen i forspenningsspolen til den magnetiske forsterkeren. Forspenningsspolen brukes til å skape den innledende forspenningen som er nødvendig for å endre strømmen i lasten på forskjellige måter avhengig av tegnet på polariteten til kontrollsignalet, samt for å velge et punkt på den rettlinjede delen av karakteristikken. Tilbakemeldingsspolen er designet for å oppnå den nødvendige formen på utgangskarakteristikkene.

Strukturelt sett er den magnetiske forsterkeren en kjerne laget av ferromagnetisk arkmateriale som AC- og DC-spoler er viklet på. For å eliminere interferens, f.eks. etc. c. AC-kretser av DC-spoler AC-spoler er viklet separat på kjernen og DC-spoler dekker begge kjernene.

Opplegg av den enkleste magnetiske forsterkeren

En magnetisk forsterker kan ha flere kontrollspoler. I dette tilfellet, i driftsmodus, vil strømmen i lasten bli bestemt av den totale styrestrømmen. Det vil si at den kan brukes som en adderer av ikke-relaterte elektriske signaler (permanente signaler summeres).

Magnetiske forsterkere kan være både inverterende og inverterende. I irreversible magnetiske forsterkere forårsaker ikke en endring i polariteten til styresignalet en endring i fase og fortegn på laststrømmen.

Kjernene til magnetiske forsterkere er laget av både transformatorstål og permaloid, og transformatorstål brukes når effekten til den magnetiske forsterkeren er større enn 1 W. Størrelsen på den magnetiske induksjonen i stålkjernen til transformatoren når 0,8 — 1 . 0 T. Forsterkningsfaktoren til slike magnetiske forsterkere varierer fra 10 til 1000.

Permalloy brukes i magnetiske forsterkere hvis effekt er mindre enn 1 V. Rektangulær karakter hystereseløkker for permaloy gjør det mulig å få en fortjeneste fra 1000 til 10 000 og mer.

Kjernen til den magnetiske forsterkeren er lastet fra separate plater, slik som kjernene til choker eller transformatorer.Magnetiske forsterkere basert på toroidale kjerner har fått bred distribusjon, som til tross for de teknologiske vanskelighetene i produksjonen har en rekke fordeler, den første hvorav er fraværet av luftgap , noe som forbedrer egenskapene til den magnetiske forsterkeren.

Følgende ordninger med magnetiske forsterkere er utbredt: enkel og trykk, reversibel og irreversibel, enfase og flerfase.

I metallskjærende (og ikke bare metallskjærende) maskiner kan du finne et veldig bredt utvalg av design av magnetiske forsterkere: enfaset UM-1P-serien, trefaset UM-ZP-serien satt sammen på seks U-formede kjerner laget av E310 stål, enfase TUM-serien på toroidal kjerne, blokkmagnetiske forsterkere av BD-serien, inneholdende, i tillegg til magnetiske forsterkere, nedtrappingstransformatorer, dioder og motstander samlet på ett panel. Elektriske drivsystemer kan bygges på alle forsterkere i denne serien.

Viklekrets til UM-1P magnetisk forsterker

I tillegg brukes ofte komplette drev med magnetforsterkere og likestrømsmotorer på ulike metallskjæremaskiner, for eksempel en svært vanlig stasjon med magnetforsterkere PMU. Men vi kommer garantert til å snakke om det neste gang. I tillegg vil vi i neste innlegg fokusere på metodene for å stille inn magnetiske forsterkere og berøre en rekke andre problemstillinger som er av interesse for alle som stadig møter eller vil møte i fremtiden når de jobber med magnetiske forsterkere.

Full elektriske stasjoner med magnetiske forsterkere

Til tross for at statiske omformere (tyristorer, krafttransistorer, IGBT-moduler), i våre industrianlegg er det fortsatt svært vanlig å se elektriske motorer og likestrømsgeneratorer fungere i kombinasjon med magnetiske forsterkere.

Magnetiske forsterkere ble mest brukt i industrielt utstyr på 1950-tallet. Generelt, i halvlederteknologiens epoke, er det følgende trend - asynkron og synkron (for høy effekt) drift brukes i uregulert elektrisk drift og DC-enhet med elektrisk eller statisk (tyrotron eller kvikksølv likeretter, magnetisk forsterker) for kontrollert.

For tiden, oftest i innenlandske bedrifter i ordningene for elektrisk utstyr til metallskjæremaskiner, maskiner og installasjoner, er det mulig å finne komplette elektriske likestrømsdrev med magnetiske forsterkere i PMU-serien.

PMU — stasjon med magnetiske forsterkere og selen likerettere. Justeringsområdet for motorhastighet er 10: 1. Justeringen gjøres ved å endre ankerspenningen fra den nominelle motorhastigheten.Automatisk kontrollsystem med elektronisk tilbakemelding. d s. motor, uten tachogenerator og mellomforsterker. Driveffekt fra 0,1 til 2 kW. Frekvensomformeren er designet for en likerettet broutgangsspenning på 340 til 380 V. For å oppnå tilstrekkelig stive drivkarakteristikk, introduseres negativ strøm- og spenningstilbakemeldinger i kretsen.

Hver omformer i PMU-serien er et sett som består av en strømforsyningsenhet, likerettere, magnetiske forsterkere, en likestrømsmotor og en hastighetsregulator.

Drivenheten fungerer som følger. Spenningen som påføres motoren følger automatisk signalet avhengig av endringen i hastigheten. Når motorturtallet synker, øker spenningen og omvendt: Spenningen opprettholder turtallsverdien med en gitt nøyaktighet, uavhengig av lastendringen og andre forstyrrende faktorer.

Påvirkningen av forskjellige forstyrrende faktorer på rotasjonshastigheten kompenserer for reaktiviteten til arbeidsspolen til den magnetiske forsterkeren: når belastningen øker, øker strømmen i ankeret, noe som fører til en reduksjon i motstanden til arbeidsspolen til magnetisk forsterker. På grunn av en reduksjon i motstanden til arbeidsspolen, øker spenningen i motorarmaturet, strømmen i viklingene øker, noe som ytterligere reduserer impedansen til viklingene til arbeidsforsterkeren. Som et resultat av den generelle reduksjonen i motstanden av arbeidsspolen øker spenningen i motorankeret, noe som kompenserer for reduksjonen i motorhastigheten. Nødvendig motorhastighet stilles inn ved bruk av settpunkt P og motstand R1 – R4.

PMU-M ligner PMU-serien, men de magnetiske forsterkerne er satt sammen på U-formede kjerner. Driveffekt PMU-M fra 0,1 til 7 kW.

PMU-M enhet

Omformere i PMU-M-serien bruker et automatisk hastighetskontrollsystem med motorarmaturspenning og strømtilbakemelding. Den magnetiske forsterkeren har to sett med kontrollspoler. En kontrollstrøm strømmer gjennom en av dem, som er den algebraiske summen av settpunktstrømmen og tilbakekoblingsstrømmene, og den andre (forspenningsspolen) tjener til å velge driftspunktet til den rette delen av karakteristikken til den magnetiske forsterkeren.

For å beskytte mot uakseptabelt høye ankerstrømverdier, er PMU-M-drevene størrelse 8 til 11 utstyrt med en strømbegrenser. Når ankerstrømmen overskrider de tillatte verdiene, aktiveres overstrømsreléet, dens åpne kontakt åpner og bryter forsyningskretsen til styrespolen. Ettersom forspenningsspolen forblir lukket, blir den magnetiske forsterkeren deaktivert og ankerstrømmen reduseres. Driften av PMU-M-drivkretsen ligner på driften av PMU-drivkretsen.

PMU -P — frekvensomformere med økt nøyaktighet og utvidet styringsområde 100: 1. Automatisk styringssystem med tilbakemelding for rotasjonsfrekvensen, som utføres ved hjelp av en tachogenerator og en mellomliggende halvlederforsterker. Motorhastigheten justeres ved å variere ankerspenningen.

Forresten, magnetiske forsterkere kan også brukes til å regulere spenningen ved terminalene til den asynkrone motoren, samt kontaktløse startere.

Magnetisk forsterker-induksjonsmotorsystem