CC BY
10
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
i960
Том 152
БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
А. Я. СКОРОСПЕШКИН, Э. Я, ПОДБОРСКИЙ, Е. К. СВИРИДОВА
Рекомендовано научным семинаром кафедр электрических машин
и общей электротехники
Существенные недостатки коллекторных ЭМУ, обусловленные наличием коллекторно-щеточного аппарата, ограничивают области их применения, не позволяют увеличить электромагнитные нагрузки, скорости вращения, снижают надежность работы машины, а в некоторых случаях делают невозможным их применение. Поэтому переход к бесколлекторным ЭМУ отвечает современной тенденции развития электромашиностроения.
Бесколлекторные ЭМУ являются более простыми в изготовлении, ремонте, не требуют тщательного ухода и надежны в работе
Поэтому нами спроектирована и изготовлена модель бесколлекторного ЭМУ постоянного тока.
Модель представляет собой одноякорный двухкаскадный усилитель, во второй ступени которого используется возбуждение от тока якоря первой ступени. Обе ступени выполнены в соответствии с условиями совместимости двух электрических машин в одном магнито-проводе.
Принцип работы БЭМУ поясним по схеме, представленной на рис. 1- При включении обмотки управления на постоянное напряжение по ней потечет ток управления 1У , который создает н. с. Fy Она создает поток Фу с числом полюсов 2 р = 2, неподвижный в пространстве. Так как ротор вращается приводным двигателем со скоростью п, то в обмотке ротора с 2р = 2 наводится э. д. с.
Ер\. Обмотка Wpi подключена к трехфазному выпрямителю £i, собранному на полупроводниковых диодах. Нагрузкой выпрямителя яв .ляется обмотка с 2 р = 6. Выпрямленный ток ротора /р2 создает поток Фр2, который вращается вместе с ротором и наводит э. д. с. Е s в обмотке статора IV s . Обмотка Ws подключена к трехфазному выпрямителю В> При включении нагрузки по ней потечет выпрямленный ток /н . Последовательно с нагрузкой включена обмотка обратной связи по току, называемая компенсационной. Протекаю-
( хсгрузжа )■
Рис. 1,
щий по ней ток нагрузки создает н. с-, направленную согласно с ^У. Регулируя сопротивление Ит , можно получать различную жесткость внешних характеристик.
Для совмещения двух ступеней в одном магнитопроводе необходимо:
1. Чтобы между обмотками разных ступеней отсутствовала индуктивная связь.
2. Чтобы взаимодействие двух магнитных полей не создавало вибраций и сил одностороннего магнитного притяжения.
Для выполнения первого условия в БЭМУ необходимо и достаточно, чтобы отсутствовала индуктивная связь между обмоткой управления и обмоткой возбуждения второй ступени. При работе БЭМУ поток Фр2 наводит э. д. с, в каждой катушке обмотки управления, но сумма э. д. с. всех катушек равна нулю, что видно из рис. 2.
Второе условие будет выполнено, если выполняется неравенство:
рх±р1ф\.
Экспериментальные исследования проводились по основным характеристикам :
а) внешние характеристики;
и
Е*'« ¿г
Рис. 2.
б) коэффициент усиления;
в) быстродействие.
Результаты испытаний показали, что в усилителе могут быть получены внешние характеристики необходимой жесткости, коэффициент усиления достигает 5-г 7 тысяч. Сравнение постоянных времени БЭМУ и ЭМУ поперечного поля (ЭМУ-32А) показало, что они имеют одинаковое быстродействие.
Специфика работы БЭМУ постоянного тока обусловлена совмещением двух электрических машин в одном магнитопроводе и наличием двух выпрямительных блоков В\ и В 2- Выходной каскад бесколлекторного усилителя спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы кривая линейной э. д. с. имела форму трапеции. Это позволяет получить выпрямленное напряжение с минимальным уровнем пульсаций, если выпрямитель на выходе собран по схеме Ларионова.
Выпрямитель ротора собирается по однополупериодной схеме. Она требует вдвое меньше диодов (по сравнению со схемой Ларионова) и позволяет получить больший выпрямленный ток при одинаковых сигналах управления.
Таким образом, исследования БЭМУ постоянного тока показывают, что он имеет удовлетворительные характеристики. Следовательно, он может найти более широкое применение по сравнению с коллекторными усилителями, особенно в тех областях, где недопустимо наличие скользящих контактов. Работы над БЭМУ постоянного тока продолжаются.
