Amplidyne является электромеханическим усилителем изобретен до Второй мировой войны по Александерсон . Он состоит из электродвигателя, приводящего в действие генератор постоянного тока . Усиливаемый сигнал подается на обмотку возбуждения генератора , и его выходное напряжение является усиленной копией тока возбуждения . Амплидин использовался в промышленности в мощных сервоприводах и системах управления, например, для усиления управляющих сигналов малой мощности для управления мощными электродвигателями . Сейчас он в основном устарел.
Как работает амплидин [ править ]
Амплидин состоит из электродвигателя, который вращает генератор на том же валу. В отличие от обычного мотор-генератора , амплидин предназначен не для создания постоянного напряжения, а для генерации напряжения, пропорционального входному току, для усиления входного сигнала. Электродвигатель обеспечивает мощность, вращая генератор с постоянной скоростью, а усиливаемый сигнал подается на обмотку возбуждения генератора . Чем выше ток, подаваемый на обмотку, тем сильнее магнитное поле.и тем выше выходное напряжение генератора. Таким образом, выходное напряжение генератора представляет собой усиленную копию формы волны тока, приложенной к обмотке возбуждения. В типичном генераторе нагрузочные щетки расположены перпендикулярно потоку магнитного поля. Чтобы преобразовать генератор в амплидин, то, что обычно было бы нагрузочными щетками, соединяют вместе, а выходной сигнал берется с другого набора щеток, параллельных полю. Перпендикулярные щетки теперь называются квадратными. Это простое изменение может увеличить коэффициент усиления в 10 000 и более раз.
Частотная характеристика усилителя ограничена низкими частотами, он не может обрабатывать даже звуковые частоты, поэтому его использование ограничено усилением низкочастотных управляющих сигналов в промышленных процессах.
Исторически сложилось так, что амплидины были одними из первых усилителей, генерирующих очень высокую мощность (десятки киловатт), что позволяло точно контролировать тяжелую технику с обратной связью . Вакуумные лампы разумного размера не могли обеспечить достаточную мощность для управления большими двигателями, но схемы вакуумных ламп, управляющие входом амплидина, можно было использовать для повышения малых сигналов до мощности, необходимой для управления большими двигателями. Ранние ( эпоха Второй мировой войны ) системы слежения за оружием и радары использовали этот подход.
Амплидины теперь являются устаревшей технологией, замененной современными силовыми полупроводниковыми электронными устройствами, такими как MOSFET и IGBT, которые могут производить выходную мощность в киловаттном диапазоне. [1]
Использование в системах управления артиллерийскими установками [ править ]
Впервые амплидин был использован в ВМС США в сервосистемах для управления электродвигателями, вращающимися военно-морскими артиллерийскими установками, для наведения орудия на цель. Система (диаграмма справа) представляет собой систему управления с обратной связью, в которой сигнал обратной связи от датчика, представляющего текущее положение пистолета, сравнивается с управляющим сигналом, который представляет желаемое положение, и разница усиливается генератором амплидина, чтобы включить мотор артустановки. Компоненты:
- синхро регулировочный трансформатор;
- усилитель ;
- мотор-генератор ampidyne, который похож на управляющий привод Ward Leonard ;
- и последующий двигатель постоянного тока, который приводит в движение устанавливаемую нагрузку.
Глава 10 руководства ВМС США «Военно- морская артиллерия и артиллерия, том 1» (1957 г.) объясняет работу амплидина: [2]
- "Трансформатор синхронного управления получает сигнал приказа, который электрически указывает, каким должно быть положение нагрузки. Ротор трансформатора синхронного управления вращается ответным валом, который привязан к нагрузке и, таким образом, указывает положение нагрузки. На самом деле синхронизатор сравнивает фактическое положение нагрузки с заказанным положением; и, если они не совпадают, он генерирует сигнал переменного тока, который передается на усилитель. Угловая разница между двумя положениями называется ошибкой, и сигнал к усилителю является сигналом ошибки. Сигнал ошибки указывает своими электрическими характеристиками размер и направление ошибки. Если ошибки нет, говорят, что система находится в соответствии, и сигнал ошибки равен нулю ». [2]
В частности, фаза на выходе управляющего трансформатора (в фазе с источником синхронного питания или в противофазе) обеспечивала полярность сигнала ошибки. Фазочувствительный демодулятор с источником синхронизирующего переменного тока в качестве эталона создавал сигнал ошибки постоянного тока требуемой полярности.
Приложения [ править ]
Электромашинные усилители первоначально использовались для электрических лифтов и указать корабельные орудия и зенитный артиллерийский радар , такие как SCR-584 в 1942 году [ править ] В дальнейшем используются для процессов управления в сталелитейном заводе . [ необходима цитата ]
Используется для дистанционного управления стержнями управления в ранних проектах атомных подводных лодок ( S3G Triton). [ необходима цитата ]
Системы управления тепловозами . Ранние локомотивы ALCO использовали эту технологию.
[3]
См. Также [ править ]
- Матовый электродвигатель постоянного тока
- Гарри Уорд Леонард
- Магнитный усилитель
- Метадин
- Мотор-генератор
Ссылки [ править ]
- ^ «Амплидин - Работа и применение | Полное руководство» . StudyElectrical.Com . 2019-09-15 . Проверено 3 октября 2019 .
- ^ a b Военно-морская артиллерия и артиллерия, Том 1 , 1957 год, Руководство ВМС США, Глава 10.
- ^ GJ Талер и ML Wilcox, Электрические машины, Wiley, New York, 1966, стр. 135-149.
Внешние ссылки [ править ]
- Патент США 2236984 Система управления электродвигателем.
- Приключения на сайте Cybersound
