Sheme za uključivanje električnih strojnih pojačala
Svaki neovisno pobuđeni električni generator može se nazvati električnim strojnim pojačalom (EMU), uzimajući pobudu kao ulaz, a glavni krug kao izlaz. Isto se može reći i za sinkroni generator. U praksi se emu obično naziva istosmjerni generator posebne konstrukcije; za svoju pobudu troši izuzetno malu snagu u usporedbi s nazivnom snagom ovog generatora.
U elektromotornom pogonu najrasprostranjenije je pojačalo poprečnog polja. Značajka dizajna takvog pojačala je da su dva para četkica AA i BB smještena na kolektoru u međusobno okomitim ravninama, u uzdužnoj i poprečnoj osi (s bipolarnom konstrukcijom). U tom slučaju su četkice AA u poprečnoj osi kratko spojene, a četkice BB u uzdužnoj osi pripadaju glavnom strujnom krugu generatora (slika 1).
Pojačalo ima nekoliko zavojnica polja koje se nazivaju kontrolnim zavojnicama i jednu kompenzacijsku zavojnicu. Jedna od kontrolnih zavojnica neovisno se napaja iz istosmjernog izvora.Zove se glavni i troši malo energije u usporedbi sa snagom glavnih strujnih terminala ECU-a. Ova zavojnica se obično napaja iz stabiliziranog istosmjernog izvora. Preostale upravljačke zavojnice dizajnirane su za podešavanje zadane vrijednosti i stabilizaciju rada pojačala električnih strojeva.
Više o uređaju i načinu rada EMU pročitajte u ovom članku: Elektromehanička pojačala
Riža. 1. Sklopovi za uključivanje EMU i fleksibilne povratne veze s četkicama
Na sl. Slika 1, b prikazuje shematski dijagram ECU-a s dva dodatna naponska povratna zavojnica za izlaz ECU-a. Zavojnica operativnog sustava naziva se stabilizator i predstavlja fleksibilnu povratnu spregu za izlazni napon ECU-a. Može se uključiti kondenzatorom, ali najčešće transformatorom koji se naziva stabilizacijski transformator.
Struja u ovoj zavojnici, a time i tok, može se pojaviti samo kada se napon na stezaljkama EMU promijeni (poveća ili smanji). U principu, fleksibilna povratna sprega reagira samo na promjene u kontroliranom parametru. Matematički govoreći, možemo reći da u općem slučaju fleksibilna povratna sprega reagira na prvi ili drugi vremenski izvod kontroliranog parametra (npr. strujni napon, itd.).
OH zavojnica je spojena izravno na ECU napon, stoga struja teče kroz nju cijelo vrijeme rada. Struja, a time i tok u ovoj zavojnici proporcionalni su naponu. Ovim spojem OH zavojnica služi kao povratna veza tvrdog napona.
Na sl. 1, u EMU se koristi kao generator koji napaja motor, a na sl. 1, d prikazuje dijagram napona kao funkcije vremena, što objašnjava ono što je rečeno o povratnim vezama.
Razmotrimo rad povratnih zavojnica na primjeru korištenja EMU kao pobudnika generatora pretvorničkog bloka G-D sustava (slika 2).
Riža. 2. Shema za uključivanje pojačala električnog stroja kao uzbudnog generatora u sustavu G-e
Ovdje konvencionalni generatorski motor (G-D) napaja DCT motor istosmjernom strujom. U ovom slučaju, uzbudni svitak generatora G ne napaja pobudnik B, već ECU, čija se glavna zavojnica napaja preko reostata PB3 i sklopke P iz pobudnika B pretvorničke jedinice.
Osim ove zavojnice, EMU je opremljen s tri zavojnice: OS, OH i OT.
OS — stabilizirajuća povratna zavojnica. Povezan je paralelno s glavnim krugom ECU-a preko stabilizirajućeg transformatora TS i osigurava stabilan rad IUU-a. Tijekom normalnog rada, vrijednost napona u glavnom krugu ECU-a je nepromijenjena i stoga struja ne prolazi kroz stabilizacijski svitak OS-a.
Pri promjeni napona na sekundarnom namotu TS transformatora inducira se e. d. s proporcionalan promjeni ECU napona. Ovo e. itd. v. stvara struju u strujnom krugu upravljačkog svitka i stoga magnetski tok Phos. Kako se napon povećava, tok iz OS namota usmjeren je na protok glavnog OZ svitka, a kako se napon smanjuje, tok iz OS namota ima isti smjer kao i glavni tok i tako vraća napon na ECU stezaljke .
OH — naponski povratni svitak. Spojen je na napon U glavnog kruga generatora. Tok OH namota usmjeren je na tok glavnog namota.
Povećanjem napona glavnog strujnog kruga generatora raste i tok iz OH namota, a zbog suprotnog smjera EMU tokova, ukupni magnetski tok opada, te napon nastoji poprimiti istu vrijednost. Kako se napon U smanjuje, rezultirajući tok raste, sprječavajući pad napona. Pri konstantnom opterećenju (I= const) i konstantnoj vrijednosti napona, brzina motora se održava konstantnom.
OT je čvrsta strujna povratna zavojnica spojena preko shunta Š u glavnom strujnom krugu generatora. Povećanjem opterećenja, odnosno povećanjem struje u glavnom strujnom krugu, napon na stezaljkama motora opada zbog povećanja pada napona u glavnom strujnom krugu.
Za održavanje konstantnog broja okretaja motora potrebno je kompenzirati ovaj pad napona, odnosno povećati napon generatora. U tu svrhu fluks OT namota mora imati isti smjer kao i fluks glavnog namota.
Kako se opterećenje smanjuje, brzina motora bi trebala rasti pri konstantnom naponu U. Međutim, to će smanjiti tok u OT namotu i, sukladno tome, ukupni tok pobude. Kao rezultat toga, napon će se smanjiti za toliki iznos da će motor nastojati održati zadanu ° brzinu.
Ista zavojnica može se koristiti za održavanje konstantne struje u glavnom krugu. U tom slučaju bilo bi potrebno promijeniti polaritet u OT namotu tako da protok bude u suprotnom smjeru.