Amplificadors magnètics en màquines de tall de metalls

L'amplificador magnètic canvia el circuit elèctric canviant la seva resistència elèctrica inductiva dins d'amplis límits, el valor dels quals depèn del grau de saturació del circuit magnètic.

Els amplificadors magnètics s'utilitzen àmpliament en accionaments elèctrics de màquines de tall de metalls a causa de la seva fiabilitat i llarga vida útil (es considera un dels elements més fiables dels sistemes d'automatització), l'absència de peces mòbils, la possibilitat de realitzar magnètics. amplificadors amb una potència de fraccions de watts a centenars de quilowatts, alta resistència i durabilitat en termes de vibració i càrrega de xoc. A més, gràcies als amplificadors magnètics, és possible sumar fàcilment els senyals. Tenen beneficis elevats. En els amplificadors magnètics, no hi ha connexió elèctrica entre els circuits d'entrada i sortida.

El principi de funcionament de l'amplificador magnètic es basa en l'ús de la no linealitat de la corba de magnetització d'un material ferromagnètic.Quan es magnetitza la CC, el nucli de l'amplificador es satura i la inductància de les bobines de CA operatives de l'amplificador disminueix. Els bobinatges de funcionament solen estar connectats en sèrie amb la càrrega. Per tant, s'aplica a la càrrega la tensió que s'aplica als bobinatges operatius de l'amplificador en el moment de la saturació abans que el nucli es saturi.

El corrent de càrrega es controla variant el corrent a la bobina de polarització de l'amplificador magnètic. La bobina de polarització s'utilitza per crear la polarització inicial necessària per canviar el corrent a la càrrega de diferents maneres en funció del signe de la polaritat del senyal de control, així com per seleccionar un punt a la secció de línia recta de la característica. La bobina de retroalimentació està dissenyada per obtenir la forma requerida de les característiques de sortida.

Estructuralment, l'amplificador magnètic és un nucli fet de material ferromagnètic de làmina sobre el qual s'enrotllen bobines de CA i CC. Per eliminar interferències, p. etc. c. Els circuits de CA de les bobines de CC Les bobines de CA s'enrotllen per separat al nucli i les bobines de CC cobreixen els dos nuclis.

Esquema de l'amplificador magnètic més simple

Un amplificador magnètic pot tenir diverses bobines de control. En aquest cas, en el mode de funcionament, el corrent a la càrrega estarà determinat pel corrent de control total. És a dir, es pot utilitzar com a sumador de senyals elèctrics no relacionats (se sumen els senyals permanents).

Els amplificadors magnètics poden ser inversors i inversors. En els amplificadors magnètics irreversibles, un canvi en la polaritat del senyal de control no provoca un canvi en la fase i el signe del corrent de càrrega.

Els nuclis dels amplificadors magnètics estan fets tant d'acer del transformador com de permaloide, i l'acer del transformador s'utilitza quan la potència de l'amplificador magnètic és superior a 1 W. La magnitud de la inducció magnètica al nucli d'acer del transformador arriba a 0,8 - 1 . 0 T. El factor d'amplificació d'aquests amplificadors magnètics varia de 10 a 1000.

Permalloy s'utilitza en amplificadors magnètics la potència dels quals és inferior a 1 V. Caràcter rectangular bucles d'histèresi per permaloy permet obtenir un benefici de 1000 a 10.000 i més.

El nucli de l'amplificador magnètic es carrega a partir de plaques separades, com els nuclis de bobines o transformadors Els amplificadors magnètics basats en nuclis toroidals han guanyat una àmplia distribució, que, malgrat les dificultats tecnològiques en la seva producció, presenten una sèrie d'avantatges, el primer del qual és l'absència de buits d'aire, que millora les característiques de l'amplificador magnètic.

Els següents esquemes d'amplificadors magnètics estan molt estesos: simple i push, reversible i irreversible, monofàsic i multifàsic.

A les màquines de tall de metalls (i no només de tall de metalls), podeu trobar una varietat molt àmplia de dissenys d'amplificadors magnètics: sèrie UM-1P monofàsica, sèrie UM-ZP trifàsica muntada sobre sis nuclis en forma d'U fets d'acer E310, sèrie TUM monofàsica sobre nucli toroidal, amplificadors magnètics de bloc de la sèrie BD, que conté, a més d'amplificadors magnètics, transformadors reductors, díodes i resistències muntats en un sol panell. Els sistemes d'accionament elèctric es poden construir amb qualsevol amplificador d'aquesta sèrie.

Circuit de bobinatge de l'amplificador magnètic UM-1P

A més, sovint s'utilitzen accionaments complets amb amplificadors magnètics i motors de corrent continu en diverses màquines de tall de metalls, per exemple, un accionament molt comú amb amplificadors magnètics PMU. Però segur que en parlarem la propera vegada. A més, en la propera publicació ens centrarem en els mètodes de sintonització dels amplificadors magnètics i tractarem una sèrie d'altres qüestions que són d'interès per a qualsevol persona que es trobi constantment o es trobarà en el futur quan treballi amb amplificadors magnètics.

Accionaments elèctrics complets amb amplificadors magnètics

Malgrat que els convertidors estàtics (tiristors, transistors de potència, Mòduls IGBT), a les nostres plantes industrials encara és molt comú veure motors elèctrics i generadors de corrent continu treballant en combinació amb amplificadors magnètics.

Els amplificadors magnètics van ser més utilitzats en equips industrials als anys 50. En general, a l'era de la tecnologia de semiconductors, hi ha la següent tendència: l'accionament asíncron i síncron (per a alta potència) s'utilitza en un accionament elèctric no regulat i un dispositiu de corrent continu amb electricitat o estàtica (rectificador de tirotró o mercuri, amplificador magnètic) per controlat.

Actualment, més sovint a les empreses domèstiques en els esquemes d'equips elèctrics de màquines, màquines i instal·lacions de tall de metalls, és possible trobar accionaments elèctrics complets de corrent continu amb amplificadors magnètics de la sèrie PMU.

PMU: accionament amb amplificadors magnètics i rectificadors de seleni. El rang d'ajust de la velocitat del motor és 10: 1. L'ajust es fa canviant la tensió de l'induït de la velocitat nominal del motor.Sistema de control automàtic amb retroalimentació electrònica. d s. motor, sense tacogenerador i amplificador intermedi. Potència motriu de 0,1 a 2 kW. El variador està dissenyat per a una tensió de sortida del pont rectificat de 340 a 380 V. Per obtenir unes característiques del variador prou rígides, s'introdueixen retroalimentació negativa de corrent i voltatge al circuit.

Cada unitat de la sèrie PMU és un conjunt format per una font d'alimentació, rectificadors, amplificadors magnètics, un motor de corrent continu i un controlador de velocitat.

La unitat funciona de la següent manera. La tensió aplicada al motor segueix automàticament el senyal en funció del canvi de velocitat. A mesura que disminueix la velocitat del motor, la tensió augmenta i viceversa: la tensió manté el valor de la velocitat amb una precisió determinada, independentment del canvi de càrrega i altres factors pertorbadors.

La influència de diversos factors pertorbadors en la velocitat de rotació compensa la reactivitat de la bobina de treball de l'amplificador magnètic: a mesura que augmenta la càrrega, augmenta el corrent de l'induït, la qual cosa condueix a una disminució de la resistència de la bobina de treball de l'amplificador magnètic. amplificador magnètic. A causa d'una disminució de la resistència de la bobina de treball, augmenta la tensió a l'armadura del motor, augmenta el corrent als bobinatges, la qual cosa redueix encara més la impedància dels bobinats de l'amplificador de treball. Com a resultat de la disminució general de la resistència de la bobina de treball, la tensió a l'induït del motor augmenta, cosa que compensa la reducció de la velocitat del motor. La velocitat del motor necessària s'estableix mitjançant el punt de consigna P i les resistències R1 - R4.

El PMU-M és similar a la sèrie PMU, però els amplificadors magnètics estan muntats en nuclis en forma d'U. Potència d'accionament PMU-M de 0,1 a 7 kW.

Dispositiu PMU-M

Els accionaments de la sèrie PMU-M utilitzen un sistema de control automàtic de velocitat amb voltatge de l'armadura del motor i retroalimentació de corrent. L'amplificador magnètic té dos jocs de bobines de control. Per un d'ells circula un corrent de control, que és la suma algebraica del corrent de consigna i els corrents de retroalimentació, i l'altre (bobina de polarització) serveix per seleccionar el punt de funcionament de la secció recta de la característica de l'amplificador magnètic.

Per protegir-se contra valors de corrent d'armadura inacceptablement elevats, els variadors PMU-M de les mides 8 a 11 estan equipats amb un limitador de corrent. Quan el corrent de l'induït supera els valors permesos, el relé de sobreintensitat s'activa, el seu contacte obert s'obre i interromp el circuit d'alimentació de la bobina de control. A mesura que la bobina de polarització roman tancada, l'amplificador magnètic es desactiva i el corrent de l'induït es redueix. El funcionament del circuit d'accionament PMU-M és similar al funcionament del circuit d'accionament PMU.

PMU -P — accionaments amb major precisió i rang de control estès 100: 1. Sistema de control automàtic amb realimentació de la freqüència de gir, que es realitza mitjançant un tacogenerador i un amplificador de semiconductors intermedis. La velocitat del motor s'ajusta variant la tensió de l'induït.

Per cert, també es poden utilitzar amplificadors magnètics per regular la tensió als terminals del motor asíncron, així com arrancadors sense contacte.

Sistema d'amplificador magnètic-motor d'inducció