Бесколлекторный ЭМУ переменного тока Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 172

1967

БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭМУ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

А. И. СКОРОСПЕШКИН, Э. Н. ПОДБОРСКИЙ

(Рекомендована семинаром кафедр электрических машин и общей

электротехники)

Современный уровень развития .полупроводников позволяет разрабатывать бесколлектор'ные электро'Машинные усилители. Схема такого усилителя приведена на" рис. 1. Принцип работы его дан в [1]. Отличие данного усилителя от БЭМУ, приведенного в ¡[1], состоит в том, что для компенсации поперечной составляющей реакции якоря от тока нагрузки применена обмотка она ¡сдвинута на 90 электрических градусов относительно обмотки "\УР2 и питается постоянным током, величина которого пропорциональна току нагрузки.

Рис. 1.

Нами изготовлена модель и проведено исследование основных характеристик усилителя: внешних, коэффициента усиления, быстродействия. При линейной обратной связи по току при активной нагрузке без компенсации поперечной составляющей реакции якоря внешние характеристики представлены на рис. 2 (кривые 1, 2). Нелинейность характеристик объясняется тем, что при активной нагрузке реакция якоря направлена по поперечной оси, а обратная связь по току увеличивает поток по продольной оси.

Если считать, что параметры усилителя постоянны, а ток, напряжение и э. д. с. изменяются во времени по синусоидальному закону, то напряжение на выходе усилителя будет равно:

us =

V

E

so

R,

W

о d

w Kocdfsj +(R«qKocqIs] —Is2( Xcxcos<f>—rssin? ~IsXcxsin9 — Is h cos?,

где Е5п — э.д.с. фазы при холостом ходе,

Ее/-)

Rctd=-Г^ — сопротивление намагничивания по продольной оси,

I,

Iocd~K0cdIs — ток в обмотке обратной связи по продольной оси, Raa — сопротивление намагничивания по поперечной оси, Kocq'Is — ток в обмотке компенсации по поперечной оси, ХСх— синхронное индуктивное сопротивление выходной обмотки, W0cd — число витков в обмотке обратной связи по продольной оси, Wv

число витков в обмотке управления,

г5 — активное сопротивление выходной обмотки. При полной поперечной компенсации

Raq К0СЧ = (ХСХ СОЭ<р - Г5 5111?).

В этом случае уравнение внешней характеристики значительно упрощается и принимает вид

и<

Е

so

R

aq

w.

Kocdls — IsXcx Sincp — IsrsCOScp.

(2)

При активной нагрузке соз<р=1, поэтому продольная компенсация не нужна. В этом случае получаем

и5 = Е5-15г5. (3)

Для этого случая была получена внешняя характеристика, представленная на рис. 2 прямой 3. Таким образом, при полной компенсации .'поперечной составляющей реакции якоря -внешняя характеристика получается линейной.

Рис. 2.

Коэффициент усиления является одним из важнейших показателей усилителя и оценивается отношением мощностей выхода и входа.

и* 163

ку =

Хсх „ __ V с!пт Т 2 _ г I 2

8 У

Б — Хсх эт? 152 — г3 соэср 15<

иу-1у

(4)

На рис. 3 представлены зависимости коэффициента усиления от тока нагрузки, соответствующие кривым рис. 2. Полученный коэффициент усиления (авыше 500) может быть увеличен при оптимизации модели.

Ь00\ К,

нос

(О 1,(а!

Рис. 3

Быстродействие бесколлекторного ЭМУ определяет его работоспособность в динамических режимах.

На рис. 4 представлена осциллограмма нарастания тока в обмотке управления при внезапном включении ее на постоянное напряжение (кривая 1), осциллограмма нарастания тока в обмотке возбуждения .второго каскада (кривая 2) и осциллограмма нарастания выходного напряжения.

Рис. 4

Постоянная времени, определенная экспериментальным путем, равна Т = 0,1 сек.

Таким образом, представленный усилитель может обеспечить требуемые характеристики и найти применение в промышленности как источник повышенной частоты со свойствами усилителя.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. И. Скороспешны н, Э. Н. И о д б о,р с к и и, Э. Ф. О б е р г а н. Бесколлекторный электромашинный усилитель. Известия ТОЙ, том 145, 1966.