Magnetische versterkers in metaalsnijmachines

De magnetische versterker schakelt het elektrische circuit door de inductieve elektrische weerstand binnen ruime grenzen te wijzigen, waarvan de waarde afhangt van de mate van verzadiging van het magnetische circuit.

Magnetische versterkers worden veel gebruikt in elektrische aandrijvingen van metaalsnijmachines vanwege hun betrouwbaarheid en lange levensduur (het wordt beschouwd als een van de meest betrouwbare elementen van automatiseringssystemen), de afwezigheid van bewegende delen, de mogelijkheid om magnetische versterkers met een vermogen van fracties van watt tot honderden kilowatts, hoge sterkte en duurzaamheid op het gebied van trillings- en schokbelasting. Bovendien is het dankzij magnetische versterkers mogelijk om de signalen eenvoudig op te tellen. Ze hebben een hoge winst. In magnetische versterkers is er geen elektrische verbinding tussen de ingangs- en uitgangscircuits.

Het werkingsprincipe van de magnetische versterker is gebaseerd op het gebruik van de niet-lineariteit van de magnetisatiecurve van een ferromagnetisch materiaal.Wanneer DC gemagnetiseerd is, raakt de versterkerkern verzadigd en neemt de inductantie van de werkende AC-spoelen van de versterker af. De bedrijfswikkelingen zijn meestal in serie geschakeld met de belasting. Daarom wordt de spanning die wordt toegepast op de werkende wikkelingen van de versterker op het moment van verzadiging voordat de kern verzadigt, toegepast op de belasting.

De belastingsstroom wordt geregeld door de stroom in de voorspanningsspoel van de magnetische versterker te variëren. De voorspanningsspoel wordt gebruikt om de initiële voorspanning te creëren die nodig is om de stroom in de belasting op verschillende manieren te veranderen, afhankelijk van het teken van de polariteit van het stuursignaal, en om een ​​punt op het rechtlijnige deel van de karakteristiek te selecteren. De feedbackspoel is ontworpen om de vereiste vorm van de uitgangskarakteristieken te verkrijgen.

Structureel is de magnetische versterker een kern van ferromagnetisch plaatmateriaal waarop AC- en DC-spoelen zijn gewikkeld. Om interferentie te elimineren, b.v. enz. c.AC-circuits van DC-spoelen AC-spoelen zijn afzonderlijk op de kern gewikkeld en DC-spoelen bedekken beide kernen.

Schema van de eenvoudigste magnetische versterker

Een magnetische versterker kan meerdere stuurspoelen hebben. In dit geval wordt in de bedrijfsmodus de stroom in de belasting bepaald door de totale stuurstroom. Dat wil zeggen, het kan worden gebruikt als opteller van niet-gerelateerde elektrische signalen (permanente signalen worden opgeteld).

Magnetische versterkers kunnen zowel inverterend als inverterend zijn. In onomkeerbare magnetische versterkers veroorzaakt een verandering in de polariteit van het stuursignaal geen verandering in de fase en het teken van de belastingsstroom.

De kernen van magnetische versterkers zijn gemaakt van zowel transformatorstaal als permaloïde, en transformatorstaal wordt gebruikt wanneer het vermogen van de magnetische versterker groter is dan 1 W. De grootte van de magnetische inductie in de stalen kern van de transformator bereikt 0,8 - 1 . 0 T. De versterkingsfactor van dergelijke magnetische versterkers varieert van 10 tot 1000.

Permalloy wordt gebruikt in magnetische versterkers met een vermogen van minder dan 1 V. Rechthoekig karakter hysteresis loops voor permaloy kunt u een winst behalen van 1000 tot 10.000 en meer.

De kern van de magnetische versterker wordt geladen vanuit afzonderlijke platen, zoals de kernen van smoorspoelen of transformatoren. Magnetische versterkers op basis van toroïdale kernen hebben een brede verspreiding gekregen, die ondanks de technologische moeilijkheden bij hun productie een aantal voordelen hebben, de eerste daarvan is de afwezigheid van luchtspleten, wat de eigenschappen van de magnetische versterker verbetert.

De volgende schema's van magnetische versterkers zijn wijdverspreid: enkelvoudig en push, omkeerbaar en onomkeerbaar, enkelfasig en meerfasig.

In machines voor het snijden van metaal (en niet alleen voor het snijden van metaal) vindt u een zeer grote verscheidenheid aan ontwerpen van magnetische versterkers: eenfasige UM-1P-serie, driefasige UM-ZP-serie geassembleerd op zes U-vormige kernen gemaakt van E310 staal, enkelfasige TUM-serie op ringkern, blokmagnetische versterkers van de BD-serie, bevattende naast magnetische versterkers step-down transformatoren, diodes en weerstanden gemonteerd op één paneel. Op alle versterkers in deze serie kunnen elektrische aandrijfsystemen worden gebouwd.

Wikkelcircuit van de UM-1P magnetische versterker

Daarnaast worden vaak complete aandrijvingen met magneetversterkers en gelijkstroommotoren toegepast op diverse metaalsnijmachines, bijvoorbeeld een veel voorkomende aandrijving met magneetversterkers PMU. Maar de volgende keer zullen we het er zeker over hebben. Daarnaast zullen we ons in het volgende bericht concentreren op de methoden voor het afstemmen van magnetische versterkers en een aantal andere zaken bespreken die van belang zijn voor iedereen die constant tegenkomt of in de toekomst zal tegenkomen bij het werken met magnetische versterkers.

Volledig elektrische aandrijvingen met magnetische versterkers

Ondanks het feit dat statische omvormers (thyristoren, vermogenstransistoren, IGBT-modules), in onze industriële fabrieken is het nog steeds heel gewoon om elektromotoren en gelijkstroomgeneratoren te zien werken in combinatie met magnetische versterkers.

Magnetische versterkers werden in de jaren vijftig het meest gebruikt in industriële apparatuur. Over het algemeen is er in het tijdperk van halfgeleidertechnologie de volgende trend: asynchrone en synchrone (voor hoog vermogen) aandrijving wordt gebruikt in ongereguleerde elektrische aandrijving en DC-apparaat met elektrische of statische (thyrotron of kwik gelijkrichter, magnetische versterker) voor gecontroleerd.

Momenteel, meestal in huishoudelijke bedrijven in de schema's van elektrische apparatuur van metaalsnijmachines, machines en installaties, is het mogelijk om complete gelijkstroom elektrische aandrijvingen te vinden met magnetische versterkers van de PMU-serie.

PMU - aandrijving met magnetische versterkers en seleniumgelijkrichters. Het aanpassingsbereik van de motorsnelheid is 10: 1. De aanpassing wordt gemaakt door de ankerspanning te wijzigen van de nominale motorsnelheid.Automatisch regelsysteem met elektronische feedback. ds. motor, zonder tachogenerator en tussenversterker. Aandrijfvermogen van 0,1 tot 2 kW. De omvormer is ontworpen voor een gelijkgerichte bruguitgangsspanning van 340 tot 380 V. Om voldoende stijve aandrijfkarakteristieken te verkrijgen, worden negatieve stroom- en spanningsfeedbacks in het circuit geïntroduceerd.

Elke aandrijving uit de PMU-serie is een set bestaande uit een voedingseenheid, gelijkrichters, magnetische versterkers, een gelijkstroommotor en een snelheidsregelaar.

De aandrijving werkt als volgt. De spanning die op de motor wordt toegepast, volgt automatisch het signaal, afhankelijk van de snelheidsverandering. Naarmate het motortoerental afneemt, neemt de spanning toe en vice versa: de spanning handhaaft de snelheidswaarde met een bepaalde nauwkeurigheid, ongeacht de belastingsverandering en andere storende factoren.

De invloed van verschillende storende factoren op de rotatiesnelheid compenseert de reactiviteit van de werkspoel van de magnetische versterker: naarmate de belasting toeneemt, neemt de stroom in het anker toe, wat leidt tot een afname van de weerstand van de werkspoel van de magnetische versterker. Door een afname van de weerstand van de werkende spoel neemt de spanning in het motoranker toe, neemt de stroom in de wikkelingen toe, wat de impedantie van de wikkelingen van de werkende versterker verder vermindert.Als gevolg van de algemene afname van de weerstand van de werkende spoel neemt de spanning in het motoranker toe, wat de verlaging van het motortoerental compenseert. Het vereiste motortoerental wordt ingesteld met setpoint P en weerstanden R1...R4.

De PMU-M is vergelijkbaar met de PMU-serie, maar de magnetische versterkers zijn gemonteerd op U-vormige kernen. Aandrijfvermogen PMU-M van 0,1 tot 7 kW.

PMU-M-apparaat

Aandrijvingen uit de PMU-M-serie maken gebruik van een automatisch snelheidsregelsysteem met motorankerspanning en stroomfeedback. De magnetische versterker heeft twee sets stuurspoelen. Door een van hen stroomt een stuurstroom, die de algebraïsche som is van de instelstroom en de terugkoppelstromen, en de andere (voorspanningsspoel) dient om het werkpunt van het rechte deel van de karakteristiek van de magnetische versterker te selecteren.

Ter bescherming tegen onaanvaardbaar hoge ankerstroomwaarden zijn PMU-M-aandrijvingen van bouwgrootte 8 tot 11 uitgerust met een stroombegrenzer. Wanneer de ankerstroom de toegestane waarden overschrijdt, wordt het overstroomrelais geactiveerd, het open contact opent en onderbreekt het voedingscircuit van de stuurspoel. Terwijl de voorspanningsspoel gesloten blijft, wordt de magnetische versterker uitgeschakeld en wordt de ankerstroom verminderd. De werking van het PMU-M-stuurcircuit is vergelijkbaar met de werking van het PMU-stuurcircuit.

PMU -P — aandrijvingen met verhoogde nauwkeurigheid en uitgebreid regelbereik 100: 1. Automatisch regelsysteem met feedback voor de rotatiefrequentie, dat wordt uitgevoerd met behulp van een tachogenerator en een tussenliggende halfgeleiderversterker. De motorsnelheid wordt aangepast door de ankerspanning te variëren.

Overigens kunnen magnetische versterkers ook worden gebruikt om de spanning op de klemmen van de asynchrone motor te regelen, evenals contactloze starters.

Magnetisch versterker-inductiemotorsysteem