Bộ khuếch đại từ trong máy cắt kim loại

Bộ khuếch đại từ tính chuyển đổi mạch điện bằng cách thay đổi điện trở cảm ứng của nó trong giới hạn rộng, giá trị của nó phụ thuộc vào mức độ bão hòa của mạch từ.

Bộ khuếch đại từ tính được sử dụng rộng rãi trong các ổ điện của máy cắt kim loại do độ tin cậy và tuổi thọ lâu dài (nó được coi là một trong những yếu tố đáng tin cậy nhất của hệ thống tự động hóa), không có bộ phận chuyển động, khả năng thực hiện từ tính. bộ khuếch đại có công suất từ ​​​​phân số watt đến hàng trăm kilowatt, độ bền và độ bền cao về độ rung và tải sốc. Hơn nữa, nhờ các bộ khuếch đại từ tính, có thể dễ dàng tổng hợp các tín hiệu. Họ có lợi nhuận cao. Trong các bộ khuếch đại từ tính, không có kết nối điện giữa các mạch đầu vào và đầu ra.

Nguyên lý hoạt động của bộ khuếch đại từ tính dựa trên việc sử dụng tính phi tuyến của đường cong từ hóa của vật liệu sắt từ.Khi DC được từ hóa, lõi bộ khuếch đại bão hòa và độ tự cảm của cuộn dây AC hoạt động của bộ khuếch đại giảm. Các cuộn dây vận hành thường được mắc nối tiếp với tải. Do đó, điện áp được đặt vào các cuộn dây đang hoạt động của bộ khuếch đại tại thời điểm bão hòa trước khi lõi bão hòa được đặt vào tải.

Dòng tải được điều khiển bằng cách thay đổi dòng điện trong cuộn phân cực của bộ khuếch đại từ tính. Cuộn dây phân cực được sử dụng để tạo độ lệch ban đầu cần thiết để thay đổi dòng điện trong tải theo các cách khác nhau tùy thuộc vào dấu của cực tính của tín hiệu điều khiển, cũng như để chọn một điểm trên phần đường thẳng của đặc tính. Cuộn phản hồi được thiết kế để có được hình dạng yêu cầu của các đặc tính đầu ra.

Về mặt cấu trúc, bộ khuếch đại từ tính là một lõi làm bằng vật liệu sắt từ dạng tấm, trên đó quấn các cuộn dây AC và DC. Để loại bỏ nhiễu, ví dụ: vân vân. c.Mạch điện xoay chiều cuộn dây một chiều Cuộn dây xoay chiều quấn riêng trên lõi và cuộn dây một chiều quấn cả hai lõi.

Sơ đồ của bộ khuếch đại từ tính đơn giản nhất

Một bộ khuếch đại từ tính có thể có một số cuộn dây điều khiển. Trong trường hợp này, ở chế độ vận hành, dòng điện trong tải sẽ được xác định bởi dòng điều khiển tổng. Nghĩa là, nó có thể được sử dụng như một bộ cộng các tín hiệu điện không liên quan (tín hiệu cố định được tính tổng).

Bộ khuếch đại từ có thể vừa đảo chiều vừa đảo từ. Trong các bộ khuếch đại từ không đảo ngược, sự thay đổi cực tính của tín hiệu điều khiển không gây ra sự thay đổi pha và dấu của dòng điện tải.

Lõi của bộ khuếch đại từ tính được làm bằng cả thép biến áp và permaloid, thép biến áp được sử dụng khi công suất của bộ khuếch đại từ tính lớn hơn 1 W. Độ lớn của cảm ứng từ trong lõi thép của máy biến áp đạt 0,8 — 1 . 0 T. Hệ số khuếch đại của các bộ khuếch đại từ như vậy thay đổi từ 10 đến 1000.

Permalloy được sử dụng trong các bộ khuếch đại từ tính có công suất nhỏ hơn 1 V. Ký tự hình chữ nhật vòng trễ đối với permaloy cho phép kiếm được lợi nhuận từ 1000 đến 10.000 và hơn thế nữa.

Lõi của bộ khuếch đại từ tính được tải từ các tấm riêng biệt, chẳng hạn như lõi của cuộn cảm hoặc máy biến áp... Bộ khuếch đại từ tính dựa trên lõi hình xuyến đã được phân phối rộng rãi, mặc dù có những khó khăn về công nghệ trong quá trình sản xuất nhưng có một số ưu điểm, thứ nhất trong số đó là không có khe hở không khí , giúp cải thiện các đặc tính của bộ khuếch đại từ tính.

Các sơ đồ khuếch đại từ sau đây rất phổ biến: đơn và đẩy, đảo ngược và không thể đảo ngược, một pha và nhiều pha.

Trong các máy cắt kim loại (và không chỉ cắt kim loại), bạn có thể tìm thấy rất nhiều kiểu dáng của bộ khuếch đại từ tính: dòng UM-1P một pha, dòng UM-ZP ba pha được lắp ráp trên sáu lõi hình chữ U được làm bằng thép E310, sê-ri TUM một pha trên lõi hình xuyến, khối khuếch đại từ tính của sê-ri BD, ngoài bộ khuếch đại từ tính, còn có máy biến áp giảm thế, điốt và điện trở được lắp ráp trên một bảng điều khiển. Hệ thống truyền động điện có thể được xây dựng trên bất kỳ bộ khuếch đại nào trong sê-ri này.

Mạch quấn của bộ khuếch đại từ tính UM-1P

Ngoài ra, các bộ truyền động hoàn chỉnh với bộ khuếch đại từ tính và động cơ DC thường được sử dụng trên các máy cắt kim loại khác nhau, ví dụ, một bộ truyền động rất phổ biến với PMU bộ khuếch đại từ tính. Nhưng chắc chắn chúng ta sẽ nói về nó vào lần tới. Ngoài ra, trong bài tiếp theo, chúng tôi sẽ tập trung vào các phương pháp điều chỉnh bộ khuếch đại từ tính và đề cập đến một số vấn đề khác mà bất kỳ ai thường xuyên gặp phải hoặc sẽ gặp phải trong tương lai khi làm việc với bộ khuếch đại từ tính đều quan tâm.

Ổ điện đầy đủ với bộ khuếch đại từ tính

Mặc dù thực tế là các bộ chuyển đổi tĩnh (thyristor, bóng bán dẫn điện, mô-đun IGBT), trong các nhà máy công nghiệp của chúng ta, người ta vẫn thường thấy động cơ điện và máy phát điện một chiều hoạt động kết hợp với bộ khuếch đại từ tính.

Bộ khuếch đại từ tính được sử dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị công nghiệp vào những năm 1950. Nói chung, trong kỷ nguyên của công nghệ bán dẫn, có một xu hướng sau - ổ đĩa không đồng bộ và đồng bộ (đối với công suất cao) được sử dụng trong ổ đĩa điện không được kiểm soát và thiết bị DC có điện hoặc tĩnh (bộ chỉnh lưu thyrotron hoặc thủy ngân, bộ khuếch đại từ tính) cho được kiểm soát.

Hiện nay, hầu hết trong các doanh nghiệp trong nước trong các sơ đồ thiết bị điện của máy cắt kim loại, máy móc và lắp đặt, có thể tìm thấy các ổ điện một chiều hoàn chỉnh với bộ khuếch đại từ của dòng PMU.

PMU — truyền động với bộ khuếch đại từ tính và bộ chỉnh lưu selen. Phạm vi điều chỉnh tốc độ động cơ là 10:1. Việc điều chỉnh được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp phần ứng từ tốc độ định mức của động cơ.Hệ thống điều khiển tự động có phản hồi điện tử. đs. động cơ, không có máy phát điện và bộ khuếch đại trung gian. Công suất truyền động từ 0,1 đến 2 kW. Biến tần được thiết kế cho điện áp đầu ra của cầu đã được chỉnh lưu từ 340 đến 380 V. Để có được các đặc tính truyền động đủ cứng, các phản hồi dòng điện và điện áp âm được đưa vào mạch.

Mỗi ổ đĩa sê-ri PMU là một bộ bao gồm bộ cấp nguồn, bộ chỉnh lưu, bộ khuếch đại từ tính, động cơ DC và bộ điều khiển tốc độ.

Ổ đĩa hoạt động như sau. Điện áp đặt vào động cơ tự động theo tín hiệu tùy thuộc vào sự thay đổi tốc độ của nó. Khi tốc độ động cơ giảm, điện áp tăng và ngược lại: điện áp duy trì giá trị tốc độ với độ chính xác cho trước, bất kể sự thay đổi tải và các yếu tố gây nhiễu khác.

Ảnh hưởng của các yếu tố nhiễu khác nhau đến tốc độ quay bù cho khả năng phản ứng của cuộn dây làm việc của bộ khuếch đại từ tính: khi tải tăng, dòng điện trong phần ứng tăng, dẫn đến điện trở của cuộn dây làm việc của bộ khuếch đại từ giảm. khuếch đại từ tính. Do điện trở của cuộn dây làm việc giảm, điện áp trong phần ứng của động cơ tăng lên, dòng điện trong cuộn dây tăng lên, điều này càng làm giảm trở kháng của cuộn dây của bộ khuếch đại làm việc. của cuộn dây làm việc, điện áp trong phần ứng động cơ tăng lên , bù cho việc giảm tốc độ động cơ. Tốc độ động cơ yêu cầu được đặt bằng cách sử dụng điểm đặt P và điện trở R1 — R4.

PMU-M tương tự như dòng PMU, nhưng các bộ khuếch đại từ tính được lắp ráp trên các lõi hình chữ U. Truyền động điện PMU-M từ 0,1 đến 7 kW.

thiết bị PMU-M

Biến tần sê-ri PMU-M sử dụng hệ thống điều khiển tốc độ tự động với điện áp phần ứng động cơ và phản hồi dòng điện. Bộ khuếch đại từ tính có hai bộ cuộn dây điều khiển. Một dòng điều khiển chạy qua một trong số chúng, là tổng đại số của dòng điểm đặt và dòng phản hồi, và dòng kia (cuộn phân cực) dùng để chọn điểm vận hành của tiết diện thẳng của đặc tính của bộ khuếch đại từ.

Để bảo vệ chống lại các giá trị dòng điện phần ứng cao không thể chấp nhận được, các ổ PMU-M có kích thước từ 8 đến 11 được trang bị bộ giới hạn dòng điện. Khi dòng điện phần ứng vượt quá các giá trị cho phép, rơle quá dòng được kích hoạt, tiếp điểm mở của nó mở ra và ngắt mạch cung cấp của cuộn điều khiển. Khi cuộn phân cực vẫn đóng, bộ khuếch đại từ bị ngắt điện và dòng điện phần ứng giảm. Hoạt động của mạch điều khiển PMU-M tương tự như hoạt động của mạch điều khiển PMU.

PMU -P — truyền động với độ chính xác cao hơn và phạm vi điều khiển mở rộng 100: 1. Hệ thống điều khiển tự động có phản hồi về tần số quay, được thực hiện bằng cách sử dụng bộ tạo tốc độ và bộ khuếch đại bán dẫn trung gian. Tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp phần ứng.

Nhân tiện, bộ khuếch đại từ tính cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh điện áp ở các cực của động cơ không đồng bộ, cũng như bộ khởi động không tiếp xúc.

Hệ thống động cơ cảm ứng khuếch đại từ tính