전자기계 증폭기
증폭기는 낮은 전력 신호(입력량)가 상대적으로 높은 전력(출력량)을 제어하는 장치입니다. 이 경우 출력 값은 입력 신호의 함수이며 이득은 외부 소스의 에너지로 인해 발생합니다.
전기 기계 출력(제어) 전력의 V 증폭기는 구동 모터의 기계적 동력에서 생성됩니다.
전자기계 증폭기(EMU)는 DC 컬렉터 기계입니다.
여기 방식에 따라 전기 기계 증폭기는 세로 필드 증폭기와 가로 필드 증폭기로 나뉩니다.
주 여기 플럭스가 기계의 세로축을 따라 향하는 세로 필드 증폭기에는 다음이 포함됩니다.
1) 독립적인 전기 기계 증폭기,
2) 자기 흥분 전기 기계 증폭기,
3) 2기 증폭기,
4) 2 컬렉터 전기 기계 증폭기,
5) 세로 필드의 2단 및 3단 전기 기계 증폭기
주 여기 플럭스가 기계의 가로축을 따라 향하는 가로 필드 증폭기에는 다음이 포함됩니다.
1) 전기자 권선의 직경 피치를 갖는 전기 기계 증폭기,
2) 반직경 전기자 피치 전기 기계 증폭기,
3) 분할 자기 시스템을 갖춘 전기 기계 증폭기.
전기 기계 증폭기의 제어 전력이 낮을수록 제어 장비의 무게와 크기가 작아집니다. 따라서 주요 특징은 이익입니다. 전력 이득, 전류 이득 및 전압 이득을 구별하십시오.
증폭기의 전력 이득 kp는 정상 상태 작동에서 입력 전력 Pin에 대한 출력 전력 Pout의 비율입니다.
kp = 출력 / Pvx
전압 이득:
kti = 유아웃 / 유인
여기서 Uout은 출력 회로 전압입니다. - 입력 회로 전압.
전류 게인 ki 입력 회로 Azv의 전류에 대한 Az 출력 증폭기의 출력 회로 전류의 비율:
ki = 나 밖에 / Azv
그것은 전기 기계 증폭기가 충분히 높은 전력 이득(103 - 105)을 가질 수 있다는 말에 따른 것입니다. 증폭기에 똑같이 중요한 것은 회로의 시간 상수로 특징지어지는 성능입니다.
그들은 전기 기계 증폭기에서 높은 전력 이득과 높은 응답 속도를 얻는 것을 목표로 합니다. 가능한 가장 작은 시간 상수.
자동 제어 시스템에서 전기 기계 증폭기는 전력 증폭기로 사용되며 주로 상당한 전류 과부하가 발생하는 과도 모드에서 작동합니다. 따라서 전기 기계 증폭기의 요구 사항 중 하나는 우수한 과부하 용량입니다.
작동의 신뢰성과 안정성은 전기 기계 증폭기의 가장 중요한 요구 사항 중 하나입니다.
항공기 및 운송 설비에 사용되는 전기 기계 증폭기는 가능한 한 작고 가벼워야 합니다.
업계에서 가장 널리 사용되는 것은 독립 기계 증폭기, 자기 여기 기계 증폭기 및 스텝 직경 크로스 필드 기계 증폭기입니다.
독립 EMU의 전력 증폭률은 100을 초과하지 않습니다. EMU의 전력 증폭률을 높이기 위해 자기 여자 전기 기계 증폭기가 만들어졌습니다.
자체 여자(EMUS)가 있는 구조적 EMU는 자체 여자 권선이 전기자 권선과 병렬 또는 직렬로 연결된 제어 권선과 동축으로 여자 극에 배치된다는 점에서만 독립 EMU와 다릅니다.
이러한 증폭기는 주로 발전기-모터 시스템에서 발전기의 여자 권선에 전력을 공급하는 데 사용되며, 이 경우 과도 기간은 발전기의 시정 수에 의해 결정됩니다.
독립 EMU 및 EMUS(자기 여기 EMU)와 달리 여기 플럭스가 여기 극을 따라 향하는 종방향 자기 플럭스인 경우 가로 필드 EMU에서 주요 여기 플럭스는 전기자 반응의 가로 플럭스입니다.
크로스 필드 EMU의 가장 중요한 정적 특성은 전력 이득 계수입니다. Cross-field EMU가 2단 증폭기이기 때문에 큰 이득을 얻을 수 있습니다. 증폭의 첫 번째 단계: 제어 코일이 가로 브러시에 단락됩니다.두 번째 단계: 가로 브러시의 단락된 체인 - 세로 브러시의 출력 체인. 따라서 총 전력 이득은 kp = kp1kp2이며, 여기서 kp1은 1단계의 이득입니다. kp2 — 2단계 증폭 계수.
폐쇄형 자동 제어 시스템(안정 장치, 조정기, 추적 시스템)에서 전기 기계의 증폭기를 사용할 때 기계는 약간 과소 보상되어야 합니다(k = 0.97 ÷ 0.99). 잔여 ms 보상 코일로 인해 발생하여 시스템에서 자체 발진이 발생합니다.
가로 필드 EMU의 전체 전력 이득은 가로 및 세로 축을 따른 자기 전도도인 전기자 회전 속도의 4제곱에 비례하며 기계 권선과 부하의 저항 비율에 따라 달라집니다.
증폭기는 더 높은 전력 이득, 덜 포화된 자기 회로 및 더 높은 회전 속도를 갖게 됩니다. 스위칭 전류의 영향이 크게 증가하기 시작하므로 회전 속도를 과도하게 높이는 것은 불가능합니다. 따라서 스위칭 전류의 증가로 인해 속도가 과도하게 증가하면 전력 이득이 증가하지 않고 감소할 수도 있습니다.
전기 기계 증폭기의 적용
전기 기계 증폭기는 대량 생산되며 자동 제어 시스템 및 자동 전기 드라이브에 널리 사용됩니다.발전기-모터 시스템에서 발전기와 종종 여자기는 캐스케이드로 연결된 본질적으로 독립적인 전기 기계 증폭기입니다. 가장 일반적인 것은 가로 필드 전기 증폭기입니다. 이 증폭기에는 여러 가지 장점이 있으며 주요 장점은 다음과 같습니다.
1) 높은 전력 이득.
2) 낮은 입력 전력,
3) 충분한 속도, 즉 증폭기 회로의 작은 시상수. 1-5kW 전력의 산업용 증폭기에 대한 0에서 공칭 값까지의 전압 상승 시간은 0.05-0.1초이며,
4) 충분한 신뢰성, 내구성 및 넓은 전력 변동 제한,
5) 필요한 외부 특성을 얻을 수 있도록 보상 정도를 변경하여 특성을 변경할 수 있습니다.
전기 기계 증폭기의 단점은 다음과 같습니다.
1) 큰 이득을 얻기 위해 불포화 자기 회로를 사용하기 때문에 동일한 전력의 DC 발전기에 비해 상대적으로 큰 크기와 무게,
2) 히스테리시스로 인한 잔류 응력의 존재. 잔류 플럭스에 의해 전기자에 유도된 EMF 자기, 소 신호 영역에서 입력 신호에 대한 출력 전압의 선형 의존성을 왜곡하고 입력 신호의 극성을 변경할 때 전기 기계 증폭기의 출력 매개 변수가 입력에 의존하는 고유성을 위반합니다. 신호의 일정한 극성을 가진 잔류 자기의 플럭스가 제어 흐름을 증가시키고 신호의 극성이 변경되면 제어 흐름을 감소시키기 때문입니다.
또한 부하 저항이 낮고 입력 신호가 0인 과보상 모드에서 작동하는 전기 기계 증폭기의 잔류 EMF의 영향으로 자체 여기되고 제어 가능성을 잃을 수 있습니다. 이 현상은 보상 코일의 구동 작용으로 인해 처음에는 잔류 자기 플럭스와 동일한 기계의 세로 방향 자속의 제어할 수 없는 증가로 설명됩니다.
전기 기계의 증폭기에서 잔류 자기 흐름의 유해한 영향을 중화하기 위해 교류 감자가 수행되고 전기 기계의 증폭기 자체가 자동 시스템에 다소 불충분하게 배치됩니다.
반도체 컨버터의 도입으로 전기 기계의 증폭기(발전기)의 전기 구동 시스템에서 전기 기계 증폭기의 사용이 크게 줄었습니다.
