Электромашинный усилитель

Цель работы: ознакомиться с устройством электромашинного усилите­ля (ЭМУ). Снять основные характеристики и определить коэффициент усиления по мощности при различных ус­ловиях нагрузки и степени компенсации.

Методические указания

ЭМУ применяют в схемах автоматики для усиления управляющих сигналов, получаемых от различных датчиков, сельсинов, поворотных трансформаторов и других устройств. ЭМУ представляют собой специ­альные электрические генераторы постоянного напряжения или пере­менного тока, входная мощность которых может изменяться в широ­ких пределах путем изменения мощности управления. Отношение вы­ходной мощности к мощности управления называют коэффициентом усиления по мощности. Простейшим ЭМУ является обычный генера­тор постоянного напряжения с независимым возбуждением, у которого мощность, подаваемая на обмотку возбуждения (управления), во много раз меньше мощности, получаемой на выходе обмотки якоря. Усиле­ние мощности происходит за счет механической энергии, поступаю­щей от приводного двигателя. ЭМУ использует поперечную реакцию якоря.

Принципиальная схема ЭМУ,

Принцип действия ЭМУ объясняется условно логической схемой:

U_У, I_У, F_У, Ф_У - напряжение, ток, намагничивающая сила и магнитный поток обмотки управления (ОУ) соответственно. E_g, I_У, E_g, Ф_g - ЭДС, ток, намагничивающая сила и магнитный поток поперечной обмотки якоря (коммутация поперечными щетками). E_d, I_d, F_d, Ф_d - ЭДС, ток, намагничивающая сила и магнитный поток продольной обмотки якоря (коммутация продольными щетками). Ф_K - магнитный поток обмотки компенсации. В лабораторных условиях объектом исследования явля­ется электромашинный усилитель типа ЭМУ- 12 А, снабженный четырьмя обмотками управления. Схема исследования представлена на рис. 6.1. ЭМУ приводится во вращение асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Для пуска в ход асинхронного электродвигателя в схеме предусмотрен автомат АП и магнитный пускатель. Дня снятия характеристик одну из обмоток управления ЭМУ с помо­щью ключи K1; подключают к источнику постоянного напряжения.

Ток и напряжение в обмотке управления ОУ I регулируются потен­циометром R_У и контролируются амперметром А1 и вольтметром V1. Величина тока в компенсационной обмотке ОК и, следовательно, сте­пень компенсации, регулируется потенциометром R_К, включенным па­раллельно обмотке. ЭМУ нагружают регулируемым переменным сопро­тивлением R_НАЧ. Напряжение и ток на выходе измеряются соответст­венно вольтметром V3 и амперметром A3.

Характеристики ЭМУ: 1) Зависимость E_g=f(I_У) и E_d=f(I_У) явля­ется характеристикой холостого хода, при условии n=const, I_d=0. 2) Внешние характеристики U_d=f(I_d), при n=const, I_У=const близки к прямым, угол наклона к оси абсцисс зависит от степени компенса­ции К=F_К/F_d. Если F_К>F_d, K>1, то перекомпенсация (напряжение растёт с ростом тока нагрузки), работа ЭМУ может стать неустойчивой; если F_К=F_d, K=l, то точная компенсация; если F_К<F_d, K<1, то недокомпенсация, при этом напряжение уменьшается с ростом тока на­грузки из-за размагничивающего действия потока якоря.

Коэффициент усиления ЭМУ: так как ЭМУ состоит из двух по­следовательных ступеней усиления, общий коэффициент усиления бу­дет произведением коэффициентов первой и второй ступени: К_i1=I_g/I_У; K_i2=I_d/I_g; K_i=K_i1·K_i2; К_U1=U_g/U_У; K_А2=U_А/U_Е; K_i=K_i1·K_i2; K_P2=P_g/P_У; K_P2=P_d/P_g; K_P=K_Pl·K_i2.