Schemata zur Einbindung elektrischer Maschinenverstärker

Jeder unabhängig erregte elektrische Generator kann als elektrischer Maschinenverstärker (EMU) bezeichnet werden, wobei die Erregung als Eingang und der Hauptstromkreis als Ausgang verwendet werden. Das Gleiche gilt auch für den Synchrongenerator. In der Praxis wird ein Emu meist als Gleichstromgenerator besonderer Bauart bezeichnet; Im Vergleich zur Nennleistung dieses Generators verbraucht er für seine Erregung äußerst wenig Strom.

Am weitesten verbreitet im Elektroantrieb ist der Transversalfeldverstärker. Das Konstruktionsmerkmal eines solchen Verstärkers besteht darin, dass auf dem Kollektor zwei Bürstenpaare AA und BB in zueinander senkrechten Ebenen in Längs- und Querachse angeordnet sind (bei bipolarem Aufbau). In diesem Fall sind die Bürsten AA in der Querachse kurzgeschlossen und die Bürsten BB in der Längsachse gehören zum Hauptstromkreis des Generators (Abb. 1).

Der Verstärker verfügt über mehrere Feldspulen, sogenannte Steuerspulen, und eine Kompensationsspule. Eine der Steuerspulen wird unabhängig von einer Gleichstromquelle mit Strom versorgt.Es wird als Hauptstrom bezeichnet und verbraucht im Vergleich zur Leistung der Hauptstromklemmen des Steuergeräts nur wenig Strom. Diese Spule wird normalerweise von einer stabilisierten Gleichstromquelle gespeist. Die übrigen Steuerspulen dienen dazu, den eingestellten Wert anzupassen und den Betrieb der Verstärker elektrischer Maschinen zu stabilisieren.

Lesen Sie mehr über das Gerät und die Funktionsweise von EMU in diesem Artikel: Elektromechanische Verstärker

Reis. 1. Schaltkreise zum Einschalten von EMU und flexibler Rückmeldung mit Bürsten

In Abb. 1, b zeigt ein schematisches Diagramm einer ECU mit zwei zusätzlichen Spannungsrückkopplungsspulen für den ECU-Ausgang. Die Betriebssystemspule wird Stabilisator genannt und ist eine flexible Rückkopplungsschleife für die Ausgangsspannung des Steuergeräts. Es kann durch einen Kondensator eingeschaltet werden, meistens jedoch durch einen Transformator, der als Stabilisierungstransformator bezeichnet wird.

Der Strom in dieser Spule und damit der Fluss kann nur auftreten, wenn sich die Spannung an den EMU-Klemmen ändert (erhöht oder verringert). Im Prinzip reagiert die flexible Rückmeldung nur auf Änderungen des gesteuerten Parameters. Mathematisch gesehen können wir sagen, dass flexible Rückmeldungen im Allgemeinen auf die erste oder zweite zeitliche Ableitung des gesteuerten Parameters (z. B. Strom, Spannung usw.) reagieren.

Die OH-Spule ist direkt an die ECU-Spannung angeschlossen, sodass während des Betriebs immer Strom durch sie fließt. Der Strom und damit der Fluss in dieser Spule ist proportional zur Spannung. Bei dieser Verbindung dient die OH-Spule als harte Spannungsrückkopplung.

In Abb. In Abb. 1 wird es in der EMU als Generator verwendet, der den Motor antreibt, und in Abb. 1, d zeigt eine Auftragung der Spannung als Funktion der Zeit, was erklärt, was über Rückkopplungen gesagt wurde.

Betrachten wir den Betrieb der Rückkopplungsspulen am Beispiel der Verwendung der EMU als Erreger für den Generator des Umwandlungsblocks des G-D-Systems (Abb. 2).

Reis. 2. Schema zur Einbindung eines elektrischen Maschinenverstärkers als Erregergenerator in das G-System-e

Hier speist ein herkömmlicher Generator-Motor (G-D) einen DCT-Motor mit Gleichstrom. In diesem Fall wird die Erregerspule des Generators G nicht vom Erreger B, sondern von der ECU gespeist, deren Hauptspule über den Rheostat PB3 und den Schalter P vom Erreger B der Umwandlungseinheit gespeist wird.

Zusätzlich zu dieser Spule ist die EMU mit drei Spulen ausgestattet: OS, OH und OT.

OS – stabilisierende Rückkopplungsspule. Es ist über einen Stabilisierungstransformator TS parallel zum Hauptstromkreis der ECU geschaltet und sorgt für einen stabilen Betrieb des IUU. Im Normalbetrieb bleibt der Spannungswert im Hauptstromkreis der ECU unverändert und daher fließt kein Strom durch den Stabilisierungsspule des Betriebssystems.

Wenn sich die Spannung an der Sekundärwicklung des TS-Transformators ändert, wird e induziert. D. ist proportional zur Änderung der ECU-Spannung. Dieses E. usw. v. erzeugt im Stromkreis der Steuerspule einen Strom und damit einen magnetischen Fluss Phos. Wenn die Spannung ansteigt, wird der Fluss von der OS-Wicklung zum Fluss der Haupt-OZ-Spule geleitet, und wenn die Spannung abnimmt, hat der Fluss von der OS-Wicklung die gleiche Richtung wie der Hauptfluss und stellt somit die Spannung an den ECU-Klemmen wieder her .

OH – Spannungsrückkopplungsspule. Es ist an die Spannung U des Hauptstromkreises des Generators angeschlossen. Der Fluss der OH-Wicklung ist auf den Fluss der Hauptwicklung gerichtet.

Wenn die Spannung des Hauptstromkreises des Generators steigt, nimmt der Fluss von der OH-Wicklung zu, und aufgrund der entgegengesetzten Richtung der EMU-Flüsse nimmt der gesamte magnetische Fluss ab und die Spannung nimmt tendenziell den gleichen Wert an. Mit sinkender Spannung U erhöht sich der resultierende Fluss und verhindert so ein Absinken der Spannung. Bei konstanter Last (I= const) und konstantem Spannungswert wird die Motordrehzahl konstant gehalten.

OT ist eine feste Stromrückkopplungsspule, die über einen Shunt Ш im Hauptstromkreis des Generators angeschlossen ist. Mit zunehmender Belastung, also mit zunehmendem Strom im Hauptstromkreis, sinkt die Spannung an den Motorklemmen aufgrund eines zunehmenden Spannungsabfalls im Hauptstromkreis.

Um eine konstante Motordrehzahl aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, diesen Spannungsabfall auszugleichen, also die Generatorspannung zu erhöhen. Dazu muss der Fluss der OT-Wicklung die gleiche Richtung haben wie der Fluss der Hauptwicklung.

Mit abnehmender Last sollte die Motordrehzahl bei konstanter Spannung U ansteigen. Dadurch verringert sich jedoch der Fluss in der OT-Wicklung und damit der gesamte Erregerfluss. Dadurch sinkt die Spannung um einen solchen Betrag, dass der Motor bestrebt ist, eine bestimmte °-Geschwindigkeit beizubehalten.

Dieselbe Spule kann verwendet werden, um einen konstanten Strom im Hauptstromkreis aufrechtzuerhalten. In diesem Fall wäre es notwendig, die Polarität in der OT-Wicklung zu ändern, damit der Fluss in die entgegengesetzte Richtung erfolgt.