13.14. Электромашинный усилитель — амплидин

Амплидин применяется в сервомеханизмах и в промышлен­ных электронных установках для усиления относительно слабой электрической энергии, подводимой к его обмоткам. По своим характеристикам усиления мощности амплидин, или электрома­шинный усилитель, значительно превосходит обычные генера­торы.

Генератор постоянного тока можно рассматривать как уси­лительное устройство, так как небольшие изменения тока воз­буждения вызывают значительно большие изменения выходного тока.

Коэффициент усиления амплидина существенно превышает усиление, которое можно получить в случае, когда энергия с одного генератора подается в обмотку возбуждения второго, более мощного генератора с целью усиления. Если сравнить обычный генератор с амплидином, то коэффициент усиления по мощности амплидина может иметь значения 25000 — 50000, в то время как усиление обычного генератора постоянного тока находится в пределах примерно 25 — 100. Таким образом, мощность подводимая к обмотке возбуждения амплидина, может составлять всего несколько ватт, а выходная мощность при этом .равна более 20000 Вт.

Схема амплидина изображена на рис. 13.13. Верхняя и ниж­няя щетки замкнуты накоротко, как показано на рисунке, что обеспечивает протекание больших токов в этой цепи. Следова­тельно если до замыкания щеток выходной ток был равен 100 А при токе возбуждения ~4 А, то при короткозамкнутых щетках ток возбуждения, равный -0,2 А, будет достаточен для получения той же величины тока 100 А.

Рис. 13.13. Схема амплидина.

Ток короткого замыкания якоря создает сильное поперечное поле- этот эффект называется реакцией якоря. При вращении якоря его обмотки .пересекают это поле, и в них индуцируется напряжение, сдвинутое по отношению к полю возбуждения на 90°. Поэтому для получения максимальной мощности в нагруз­ке используются дополнительные щетки, сдвинутые по отноше­нию к первым на 90°.

Магнитное поле, обусловленное реакцией якоря, и поле, ко­торое ее вызывает, сдвинуты по фазе на 90°. Управляющее маг­нитное поле и поле реакции нагрузки отличаются по фазе на 180° Такой фазовый сдвиг вызывает эффект компенсации, ко­торый приводит к уменьшению выходной мощности, а его дейст­вие можно сравнить с действием обратной связи в усилителях. Эффект компенсации можно минимизировать путем введения специальной компенсирующей обмотки L₂. Компенсирующая об­мотка обычно располагается на отдельном полюсе и имеет число витков, которое должно обеспечивать компенсацию магнитного поля, обусловленного нагрузкой.

Так как поле возбуждения амплидина можно изменять, это устройство можно использовать для управления скоростью вра­щения двигателей постоянного тока. Кроме того, амплидин можно применять в качестве возбудителя для другого генера­тора с целью регулирования последнего. Так как для возбуж­дения амплидина требуется небольшая мощность, то проблемы стабилизации напряжения амплидина, как правило, не возни­кает. По этой причине амплидин можно использовать для регу­лирования напряжения мощных генераторов.