Amplificateurs magnétiques dans les machines de découpe de métaux

L'amplificateur magnétique commute le circuit électrique en modifiant sa résistance électrique inductive dans de larges limites dont la valeur dépend du degré de saturation du circuit magnétique.

Les amplificateurs magnétiques sont largement utilisés dans les entraînements électriques des machines à couper les métaux en raison de leur fiabilité et de leur longue durée de vie (il est considéré comme l'un des éléments les plus fiables des systèmes d'automatisation), de l'absence de pièces mobiles, de la possibilité d'effectuer des amplificateurs d'une puissance allant de fractions de watts à des centaines de kilowatts, à haute résistance et durabilité en termes de vibrations et de chocs. De plus, grâce à des amplificateurs magnétiques, il est possible de sommer facilement les signaux. Ils ont un profit élevé. Dans les amplificateurs magnétiques, il n'y a pas de connexion électrique entre les circuits d'entrée et de sortie.

Le principe de fonctionnement de l'amplificateur magnétique repose sur l'utilisation de la non linéarité de la courbe d'aimantation d'un matériau ferromagnétique.Lorsqu'il est magnétisé en courant continu, le noyau de l'amplificateur sature et l'inductance des bobines CA de fonctionnement de l'amplificateur diminue. Les enroulements de fonctionnement sont généralement connectés en série avec la charge. Par conséquent, la tension qui est appliquée aux enroulements de fonctionnement de l'amplificateur au moment de la saturation avant que le noyau ne sature est appliquée à la charge.

Le courant de charge est contrôlé en faisant varier le courant dans la bobine de polarisation de l'amplificateur magnétique. La bobine de polarisation est utilisée pour créer la polarisation initiale nécessaire pour modifier le courant dans la charge de différentes manières en fonction du signe de la polarité du signal de commande, ainsi que pour sélectionner un point sur la section droite de la caractéristique. La bobine de rétroaction est conçue pour obtenir la forme requise des caractéristiques de sortie.

Structurellement, l'amplificateur magnétique est un noyau constitué d'un matériau ferromagnétique en feuille sur lequel sont enroulées des bobines CA et CC. Pour éliminer les interférences, par ex. etc. C. Circuits CA des bobines CC Les bobines CA sont enroulées séparément sur le noyau et les bobines CC couvrent les deux noyaux.

Schéma de l'amplificateur magnétique le plus simple

Un amplificateur magnétique peut avoir plusieurs bobines de commande. Dans ce cas, en mode de fonctionnement, le courant dans la charge sera déterminé par le courant de commande total. C'est-à-dire qu'il peut être utilisé comme additionneur de signaux électriques non liés (les signaux permanents sont additionnés).

Les amplificateurs magnétiques peuvent être à la fois inverseurs et inverseurs. Dans les amplificateurs magnétiques irréversibles, un changement de polarité du signal de commande ne provoque pas de changement de phase et de signe du courant de charge.

Les noyaux des amplificateurs magnétiques sont constitués à la fois d'acier de transformateur et de permaloïde, et l'acier de transformateur est utilisé lorsque la puissance de l'amplificateur magnétique est supérieure à 1 W. L'amplitude de l'induction magnétique dans le noyau en acier du transformateur atteint 0,8 - 1 . 0 T. Le facteur d'amplification de tels amplificateurs magnétiques varie de 10 à 1000.

Le permalloy est utilisé dans les amplificateurs magnétiques dont la puissance est inférieure à 1 V. Caractère rectangulaire boucles d'hystérésis pour permaloy permet d'obtenir un profit de 1000 à 10 000 et plus.

Le noyau de l'amplificateur magnétique est chargé à partir de plaques séparées, telles que les noyaux de selfs ou de transformateurs.Les amplificateurs magnétiques basés sur des noyaux toroïdaux ont acquis une large diffusion qui, malgré les difficultés technologiques de leur production, présentent un certain nombre d'avantages, le premier dont l'absence d'entrefers, ce qui améliore les caractéristiques de l'amplificateur magnétique.

Les schémas d'amplificateurs magnétiques suivants sont répandus: simple et push, réversible et irréversible, monophasé et multiphasé.

Dans les machines de découpe de métaux (et pas seulement de découpe de métaux), vous pouvez trouver une très grande variété de conceptions d'amplificateurs magnétiques : série UM-1P monophasée, série UM-ZP triphasée assemblées sur six noyaux en forme de U fabriqués en acier E310, série TUM monophasée sur noyau toroïdal, blocs amplificateurs magnétiques de la série BD, contenant, outre les amplificateurs magnétiques, des transformateurs abaisseurs, des diodes et des résistances assemblées sur un même panneau. Les systèmes d'entraînement électrique peuvent être construits sur tous les amplificateurs de cette série.

Circuit d'enroulement de l'amplificateur magnétique UM-1P

De plus, des entraînements complets avec des amplificateurs magnétiques et des moteurs à courant continu sont souvent utilisés sur diverses machines de découpe de métaux, par exemple, un entraînement très courant avec des amplificateurs magnétiques PMU. Mais nous en reparlerons certainement la prochaine fois. De plus, dans le prochain article, nous nous concentrerons sur les méthodes de réglage des amplificateurs magnétiques et aborderons un certain nombre d'autres problèmes qui intéressent tous ceux qui rencontrent constamment ou rencontreront à l'avenir lorsqu'ils travaillent avec des amplificateurs magnétiques.

Entraînements entièrement électriques avec amplificateurs magnétiques

Malgré le fait que les convertisseurs statiques (thyristors, transistors de puissance, Modules IGBT), dans nos installations industrielles, il est encore très courant de voir des moteurs électriques et des générateurs à courant continu fonctionner en combinaison avec des amplificateurs magnétiques.

Les amplificateurs magnétiques étaient les plus largement utilisés dans les équipements industriels dans les années 1950. En général, à l'ère de la technologie des semi-conducteurs, il y a la tendance suivante - l'entraînement asynchrone et synchrone (pour une puissance élevée) est utilisé dans l'entraînement électrique non régulé et le dispositif à courant continu avec électrique ou statique (thyrotron ou redresseur à mercure, amplificateur magnétique) ​​pour contrôlée.

Actuellement, le plus souvent dans les entreprises nationales des schémas d'équipement électrique des machines, machines et installations de découpe des métaux, il est possible de trouver des entraînements électriques à courant continu complets avec des amplificateurs magnétiques de la série PMU.

PMU — variateur avec amplificateurs magnétiques et redresseurs au sélénium. La plage de réglage de la vitesse du moteur est de 10 : 1. Le réglage est effectué en changeant la tension d'induit à partir de la vitesse nominale du moteur.Système de contrôle automatique avec rétroaction électronique. ds. moteur, sans dynamo tachymétrique et amplificateur intermédiaire. Puissance d'entraînement de 0,1 à 2 kW. Le variateur est conçu pour une tension de sortie de pont redressé de 340 à 380 V. Pour obtenir des caractéristiques de variateur suffisamment rigides, des rétroactions négatives de courant et de tension sont introduites dans le circuit.

Chaque variateur de la série PMU est un ensemble composé d'un bloc d'alimentation, de redresseurs, d'amplificateurs magnétiques, d'un moteur à courant continu et d'un variateur de vitesse.

Le lecteur fonctionne comme suit. La tension appliquée au moteur suit automatiquement le signal en fonction de l'évolution de sa vitesse. Lorsque le régime moteur diminue, la tension augmente et vice versa : la tension maintient la valeur de vitesse avec une précision donnée, indépendamment du changement de charge et d'autres facteurs perturbateurs.

L'influence de divers facteurs perturbateurs sur la vitesse de rotation compense la réactivité de la bobine de travail de l'amplificateur magnétique: à mesure que la charge augmente, le courant dans l'armature augmente, ce qui entraîne une diminution de la résistance de la bobine de travail du amplificateur magnétique. En raison d'une diminution de la résistance de la bobine de travail, la tension dans l'induit du moteur augmente, le courant dans les enroulements augmente, ce qui réduit encore l'impédance des enroulements de l'amplificateur de travail.En raison de la diminution générale de la résistance de la bobine de travail, la tension dans l'induit du moteur augmente, ce qui compense la réduction du régime moteur. La vitesse du moteur requise est réglée à l'aide du point de consigne P et des résistances R1 — R4.

Le PMU-M est similaire à la série PMU, mais les amplificateurs magnétiques sont assemblés sur des noyaux en forme de U. Puissance d'entraînement PMU-M de 0,1 à 7 kW.

Appareil PMU-M

Les variateurs de la série PMU-M utilisent un système de contrôle automatique de la vitesse avec tension d'induit du moteur et retour de courant. L'amplificateur magnétique a deux ensembles de bobines de commande. L'un d'eux est traversé par un courant de commande qui est la somme algébrique du courant de consigne et des courants de contre-réaction, et l'autre (bobine de polarisation) sert à sélectionner le point de fonctionnement de la section droite de la caractéristique de l'amplificateur magnétique.

Pour se protéger contre des valeurs de courant d'induit trop élevées, les variateurs PMU-M des tailles 8 à 11 sont équipés d'un limiteur de courant. Lorsque le courant d'induit dépasse les valeurs admissibles, le relais de surintensité est activé, son contact ouvert s'ouvre et interrompt le circuit d'alimentation de la bobine de commande. Tant que la bobine de polarisation reste fermée, l'amplificateur magnétique est désactivé et le courant d'induit est réduit. Le fonctionnement du circuit de commande PMU-M est similaire au fonctionnement du circuit de commande PMU.

PMU -P - entraînements avec une précision accrue et une plage de contrôle étendue 100 : 1. Système de contrôle automatique avec rétroaction pour la fréquence de rotation, qui est réalisée à l'aide d'un générateur tachymétrique et d'un amplificateur à semi-conducteur intermédiaire. La vitesse du moteur est ajustée en faisant varier la tension d'induit.

À propos, des amplificateurs magnétiques peuvent également être utilisés pour réguler la tension aux bornes du moteur asynchrone, ainsi que des démarreurs sans contact.

Système de moteur à induction à amplificateur magnétique