Трехкаскадный электромашинный усилитель переменного тока с регулируемой частотой Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 160 " 1966

ТРЕХКАСКАДНЫЙ ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТОЙ

К. А. ХОРЬКОВ, А. И. СКОРОСПЕШКИН, Ш. С. РОИЗ, Э. Ф. ОБЕРГАН

(Рекомендована семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники)

Предлагаемый электромашинный усилитель переменного тока регулируемой частоты (ЭМУ-РЧ) состоит из двух каскадов усиления подаваемого сигнала, каскада регулировки частоты, полупроводникового коллектора и асинхронного двигателя (рис. 1). Конструктивно ЭМУ-РЧ имеет два пакета активного железа (рис. 2). В одном пакете совмещены входной (I) и выходной (III) каскады, во втором — промежуточный (II) каскад и асинхронный двигатель. Полупроводниковый коллектор вынесен в отдельный блок. Принципиальная схема усилителя представлена на рис. 3.

U ix

\fy

Рис. 1. Блакнсхема усилителя.

immdt ¡раж

I пакет ¡¡пакт

Рис. 2. Конструктивная схема усилителя.

U

оЫ1

Двигатель -t- I каскад II каскад у п/п /II каскад

~h усиления усипения коллектор усиления

Входной сигнал подается «а обмотку управления I каскада, расположенную на статоре I пакета. На статоре этого пакета могут быть расположены также одна или несколько добавочных обмоток управлении и компенсационная обмотка. Обмотка выхода I каскада представляет собой m-фазную обмотку переменного тока, работающую на вентильную нагрузку. Выпрямленный ток подается на обмотку возбуждения III каскада, расположенную на роторе II пакета активного железа.

Усиленный сигнал снимается с обмотки статора II каскада, выпрямляется и подается на блок полупроводникового коллектора. Описание полупроводникового коллектора изложено в [1]. С выхода полупроводникового коллектора напряжение подается на обмотку возбуждения 1П каскада (I пакет). Обмотка управления III каскада представляет собой обычную петлевую обмотку якоря машины постоянного тока, отпайки которой идут к полупроводниковому коллектору.

¿OZ

ротор

crhamop

t

ъ

X o

СО

a

к s

J3

s я s

03 ü Q4

a

O ><

CD §

^

O К Ü

к <p

fe

jnrrrrrv

r

*—i

es

л

o

Cj

Cl>

4

o

Cd

JC:

KjULAZ^

Ш

L ^fJa

4

> o OÍ

5 >1 5a o >

es

8

Коллектор имеет возможность последовательно чередоъать точки приложения управляемого сигнала, благодаря чему осуществляется вращение поля управления по направлению или против направления вращения ротора усилителя. Благодаря этому происходит изменение частоты э.д.с. в обмотке выхода III каскада, расположенной на роторе I пакета.

Обмотки, находящиеся в одном пакете, выполнены с соблюдением условия совмещения полей в одном магнитопроводе.

Первые два каскада, а также и третий (при неподвижном потоке Ф4), представляют собой синхронные машины. Применение 2 усилительных каскадов обусловлено стремлением избежать появления добавочных колец на роторе для подачи сигнала, на обмотки управления I и II. Общий коэффициент усиления обоих каскадов может достигать нескольких тысяч.

Выходное напряжение (снимается с (контактных колец /ротора I пакета с 3-фазной выходной обмотки III каскада.

Скорость вращения двигателя 3000 об/мин. При постоянном потоке управления Ф4 и ¡числе полюсов выходного каюкада 2ip = 2, 4, 6 ... с обмотки ротора можно снимать напряжение с базисной частотой 50, 100, 150 ... гц. Полупроводниковый коллектор позволяет регулировать частоту в широких пределах:

^вых = föa3 ± fy

Причем, fy шах =Ю0-г150 гц, то есть от ЭМУ-РЧ можно получать усиленное в тысячи раз напряжение подаваемого сигнала с частотой в пределах почти от нуля до 2-r3f6a3. Кроме того, при питании ЭМУ-РЧ можно использовать как генератора, работающий в режиме стабилизированной частоты.

Последний третий каскад усилителя имеет коэффициент усиления порядка 10 20 ib зависимости от f . Это значит, что <че{рез полупроводниковые элементы коллектора требуется пропускать мощность и 10—20 раз ;менее мощности усилителя.

Предлагаемый усилитель переменного тока с регулируемой частотой напряжения может быть использован как источник питания асинхронных двигателей в различных схемах автоматики.

ЛИТЕРАТУРА

III. И. Лутидзе. Электрические машины с управляемым полупроводниковым коммутатором, Электроэнергетика, № 5, 1962.