इलेक्ट्रोमैकेनिकल एम्पलीफायरों

एक एम्पलीफायर एक उपकरण है जिसमें एक कम पावर सिग्नल (इनपुट मात्रा) अपेक्षाकृत उच्च शक्ति (आउटपुट मात्रा) को नियंत्रित करता है। इस मामले में, आउटपुट वैल्यू इनपुट सिग्नल का एक कार्य है और बाहरी स्रोत की ऊर्जा के कारण लाभ होता है।

इलेक्ट्रिक मशीनों के वी एम्पलीफायरों आउटपुट (नियंत्रित) विद्युत शक्ति ड्राइव मोटर की यांत्रिक शक्ति से उत्पन्न होती है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल एम्पलीफायरों (ईएमयू) डीसी कलेक्टर मशीनें हैं।

उत्तेजना की विधि के आधार पर, इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों को अनुदैर्ध्य क्षेत्र एम्पलीफायरों और अनुप्रस्थ क्षेत्र एम्पलीफायरों में विभाजित किया जाता है।

अनुदैर्ध्य क्षेत्र एम्पलीफायरों, जहां मुख्य उत्तेजना प्रवाह को मशीन के अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ निर्देशित किया जाता है, इसमें शामिल हैं:

1) स्वतंत्र इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर,

2) स्व-उत्साहित इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर,

3) दो-मशीन एम्पलीफायर,

4) दो-कलेक्टर इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर,

5) अनुदैर्ध्य क्षेत्र के दो- और तीन-चरण इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों

अनुप्रस्थ क्षेत्र एम्पलीफायरों, जिसमें मुख्य उत्तेजना प्रवाह को मशीन के अनुप्रस्थ अक्ष के साथ निर्देशित किया जाता है, इसमें शामिल हैं:

1) आर्मेचर वाइंडिंग के डायमीटरल पिच के साथ इलेक्ट्रोमैकेनिकल एम्पलीफायरों,

2) आधा व्यास आर्मेचर पिच इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों,

3) स्प्लिट मैग्नेटिक सिस्टम के साथ इलेक्ट्रोमैकेनिकल एम्पलीफायर्स।

इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर की नियंत्रण शक्ति जितनी कम होगी, नियंत्रण उपकरण का वजन और आयाम उतना ही छोटा होगा। इसलिए, मुख्य विशेषता लाभ है। पावर गेन, करंट गेन और वोल्टेज गेन के बीच अंतर।

एम्पलीफायर का पावर गेन kp स्थिर-अवस्था संचालन में आउटपुट पावर पाउट और इनपुट पावर पिन का अनुपात है:

केपी = आउटपुट / पीवीएक्स

वोल्टेज बढ़ना:

केटीआई = यूआउट / यूएन

जहां Uout आउटपुट सर्किट वोल्टेज है; - इनपुट सर्किट वोल्टेज।

वर्तमान लाभ की इनपुट सर्किट Azv के एज़ आउटपुट एम्पलीफायर के आउटपुट सर्किट के वर्तमान का अनुपात:

की = मैं बाहर / Azv

यह कहा गया है कि इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों में पर्याप्त उच्च शक्ति लाभ (103 - 105) हो सकता है। एम्पलीफायर के लिए उतना ही महत्वपूर्ण इसका प्रदर्शन है, जो इसके सर्किट के समय स्थिरांक द्वारा विशेषता है।

उनका उद्देश्य एक इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर से उच्च शक्ति लाभ और उच्च प्रतिक्रिया गति प्राप्त करना है, अर्थात। सबसे छोटा संभव समय स्थिरांक।

स्वत: नियंत्रण प्रणालियों में, इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों को पावर एम्पलीफायरों के रूप में उपयोग किया जाता है और मुख्य रूप से क्षणिक मोड में काम करता है जिसके दौरान महत्वपूर्ण वर्तमान अधिभार होते हैं। इसलिए, इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर के लिए आवश्यकताओं में से एक अच्छी अधिभार क्षमता है।

एक इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर के लिए विश्वसनीयता और संचालन की स्थिरता सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकताओं में से एक है।

विमान और परिवहन प्रतिष्ठानों पर उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों को जितना संभव हो उतना छोटा और हल्का होना चाहिए।

उद्योग में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले स्वतंत्र मशीन एम्पलीफायर, स्व-उत्साहित मशीन एम्पलीफायर और चरण-व्यास क्रॉस-फील्ड मशीन एम्पलीफायर हैं।

एक स्वतंत्र EMU का शक्ति प्रवर्धन कारक 100 से अधिक नहीं होता है। EMU के शक्ति प्रवर्धन कारक को बढ़ाने के लिए, स्व-उत्तेजित इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों का निर्माण किया गया।

स्व-उत्तेजना (EMUS) के साथ एक संरचनात्मक EMU केवल एक स्वतंत्र EMU से भिन्न होता है जिसमें स्व-उत्तेजना वाइंडिंग को इसके उत्तेजना ध्रुवों पर नियंत्रण वाइंडिंग के साथ समाक्षीय रूप से रखा जाता है, जो आर्मेचर वाइंडिंग के समानांतर या इसके साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है।

इस तरह के एम्पलीफायरों का उपयोग मुख्य रूप से जनरेटर-मोटर प्रणाली में जनरेटर की उत्तेजना वाइंडिंग को शक्ति देने के लिए किया जाता है, और इस मामले में क्षणिक की अवधि जनरेटर के समय स्थिर द्वारा निर्धारित की जाती है।

स्वतंत्र ईएमयू और स्व-उत्तेजित ईएमयू (ईएमयूएस) के विपरीत, जहां मुख्य उत्तेजना प्रवाह उत्तेजना ध्रुवों के साथ निर्देशित अनुदैर्ध्य चुंबकीय प्रवाह है, अनुप्रस्थ क्षेत्र ईएमयू में, मुख्य उत्तेजना प्रवाह आर्मेचर प्रतिक्रिया से अनुप्रस्थ प्रवाह है।

क्रॉस-फील्ड ईएमयू की सबसे महत्वपूर्ण स्थिर विशेषता शक्ति लाभ कारक है। इस तथ्य के कारण एक बड़ा लाभ प्राप्त होता है कि क्रॉस-फील्ड ईएमयू एक दो-चरण प्रवर्धक है। प्रवर्धन का पहला चरण: नियंत्रण कुंडली अनुप्रस्थ ब्रशों के लिए शॉर्ट-सर्किट है।दूसरा चरण: अनुप्रस्थ ब्रश की शॉर्ट-सर्कुलेटेड श्रृंखला - अनुदैर्ध्य ब्रश की आउटपुट श्रृंखला। इसलिए, कुल शक्ति लाभ kp = kp1kp2 है, जहाँ kp1 प्रथम चरण का लाभ है; kp2 - दूसरे चरण का प्रवर्धन कारक।

बंद स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों (स्टेबलाइजर्स, रेगुलेटर, ट्रैकिंग सिस्टम) में इलेक्ट्रिक मशीनों के एम्पलीफायरों का उपयोग करते समय, मशीन को थोड़ा कम मुआवजा दिया जाना चाहिए (k = 0.97 ÷ 0.99), क्योंकि काम के दौरान सिस्टम में ओवरकंपेंसेशन के मामले में, एक झूठी गड़बड़ी होगी अवशिष्ट एमएस क्षतिपूर्ति कॉइल के कारण होता है, जो सिस्टम में स्व-दोलन की घटना को जन्म देगा।

अनुप्रस्थ क्षेत्र EMU का समग्र शक्ति लाभ आर्मेचर रोटेशन गति की चौथी शक्ति, अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य अक्षों के साथ चुंबकीय चालकता के समानुपाती होता है, और मशीन वाइंडिंग और लोड के प्रतिरोध के अनुपात पर निर्भर करता है।

यह इस प्रकार है कि एम्पलीफायर में उच्च शक्ति लाभ, कम संतृप्त चुंबकीय सर्किट और इसके घूर्णन की उच्च गति होगी। घूर्णी गति को अत्यधिक बढ़ाना असंभव है, क्योंकि स्विचिंग धाराओं का प्रभाव महत्वपूर्ण रूप से बढ़ने लगता है। इसलिए, स्विचिंग धाराओं में वृद्धि के कारण गति में अत्यधिक वृद्धि के साथ, शक्ति का लाभ नहीं बढ़ेगा और घट भी सकता है।

इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाता है और व्यापक रूप से स्वचालित नियंत्रण प्रणाली और स्वचालित इलेक्ट्रिक ड्राइव में उपयोग किया जाता है।जनरेटर-मोटर सिस्टम में, जनरेटर, और अक्सर उत्तेजक, कैस्केड में जुड़े अनिवार्य रूप से स्वतंत्र विद्युत मशीन एम्पलीफायर होते हैं। सबसे आम अनुप्रस्थ क्षेत्र इलेक्ट्रिक एम्पलीफायर हैं। इन एम्पलीफायरों के कई फायदे हैं, जिनमें से मुख्य हैं:

1) उच्च शक्ति लाभ।

2) कम इनपुट शक्ति,

3) पर्याप्त गति, यानी एम्पलीफायर सर्किट के छोटे समय स्थिरांक। 1-5 kW की शक्ति वाले औद्योगिक एम्पलीफायरों के लिए शून्य से नाममात्र मूल्य तक वोल्टेज वृद्धि का समय 0.05-0.1 सेकंड है,

4) पर्याप्त विश्वसनीयता, स्थायित्व और बिजली भिन्नता की व्यापक सीमा,

5) मुआवजे की डिग्री को बदलकर विशेषताओं को बदलने की संभावना, जिससे आवश्यक बाहरी विशेषताओं को प्राप्त करना संभव हो जाता है।

इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों के नुकसान में शामिल हैं:

1) एक ही शक्ति के डीसी जनरेटर की तुलना में अपेक्षाकृत बड़े आयाम और वजन, चूंकि एक असंतृप्त चुंबकीय सर्किट का उपयोग बड़े लाभ प्राप्त करने के लिए किया जाता है,

2) हिस्टैरिसीस के कारण अवशिष्ट तनाव की उपस्थिति। ईएमएफ अवशिष्ट प्रवाह द्वारा आर्मेचर में प्रेरित होता है चुंबकत्व, छोटे संकेतों के क्षेत्र में इनपुट सिग्नल पर आउटपुट वोल्टेज की रैखिक निर्भरता को विकृत करता है और इनपुट सिग्नल की ध्रुवीयता को बदलते समय इनपुट पर इलेक्ट्रिक मशीन के एम्पलीफायरों के आउटपुट मापदंडों की निर्भरता की विशिष्टता का उल्लंघन करता है, चूंकि सिग्नल की निरंतर ध्रुवीयता के साथ अवशिष्ट चुंबकत्व का प्रवाह नियंत्रण प्रवाह में वृद्धि करेगा, और जब सिग्नल की ध्रुवीयता बदली जाती है, तो इससे नियंत्रण प्रवाह कम हो जाता है।

इसके अलावा, एक इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायर के अवशिष्ट ईएमएफ के प्रभाव में, कम भार प्रतिरोध और शून्य इनपुट सिग्नल के साथ, overcompensation मोड में काम कर रहा है, यह आत्म-उत्तेजित हो सकता है और नियंत्रणीयता खो सकता है। इस घटना को मशीन के अनुदैर्ध्य चुंबकीय प्रवाह में एक बेकाबू वृद्धि द्वारा समझाया गया है, प्रारंभिक रूप से अवशिष्ट चुंबकत्व प्रवाह के बराबर, क्षतिपूर्ति कॉइल की ड्राइविंग क्रिया के कारण।

इलेक्ट्रिक मशीन के एम्पलीफायर में अवशिष्ट चुंबकत्व के प्रवाह के हानिकारक प्रभाव को बेअसर करने के लिए, वैकल्पिक विद्युत विमुद्रीकरण किया जाता है, और इलेक्ट्रिक मशीनों के एम्पलीफायरों को स्वचालित प्रणालियों में कुछ हद तक अपर्याप्त रूप से रखा जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सेमीकंडक्टर कन्वर्टर्स की शुरुआत के साथ, इलेक्ट्रिक मशीन के एम्पलीफायर (जनरेटर) के इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम में इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों का उपयोग - इंजन में काफी कमी आई है।