Schémas d'inclusion d'amplificateurs de machines électriques

Tout générateur électrique à excitation indépendante peut être appelé amplificateur de machine électrique (EMU), prenant l'excitation en entrée et le circuit principal en sortie. La même chose peut être dite pour le générateur synchrone. En pratique, un emu est généralement appelé générateur de courant continu de construction spéciale ; il consomme une puissance extrêmement faible pour son excitation par rapport à la puissance nominale de ce générateur.

Le plus répandu dans la propulsion électrique est l'amplificateur à champ transversal. La caractéristique de conception d'un tel amplificateur est que deux paires de balais AA et BB sont situées sur le collecteur dans des plans mutuellement perpendiculaires, dans les axes longitudinal et transversal (avec construction bipolaire). Dans ce cas, les balais AA dans l'axe transversal sont court-circuités et les balais BB dans l'axe longitudinal appartiennent au circuit de courant principal du générateur (Fig. 1).

L'amplificateur comporte plusieurs bobines de champ appelées bobines de commande et une bobine de compensation. L'une des bobines de commande est alimentée indépendamment par une source CC.Il est appelé principal et consomme peu d'énergie par rapport à la puissance des bornes de courant principal du calculateur. Cette bobine est normalement alimentée par une source continue stabilisée. Les bobines de commande restantes sont conçues pour ajuster la valeur de consigne et stabiliser le fonctionnement des amplificateurs des machines électriques.

En savoir plus sur l'appareil et le fonctionnement de l'EMU dans cet article : Amplificateurs électromécaniques

Riz. 1. Circuits pour allumer l'EMU et rétroaction flexible avec des brosses

En figue. 1, b montre un diagramme schématique d'un ECU avec deux bobines de rétroaction de tension supplémentaires pour la sortie de l'ECU. La bobine du système d'exploitation est appelée stabilisateur et constitue une boucle de rétroaction flexible pour la tension de sortie de l'ECU. Il peut être activé par un condensateur, mais le plus souvent par un transformateur appelé transformateur stabilisateur.

Le courant dans cette bobine, et donc le flux, ne peut se produire que lorsque la tension aux bornes de l'EMU change (augmente ou diminue). En principe, la rétroaction flexible ne réagit qu'aux modifications du paramètre contrôlé. Mathématiquement parlant, on peut dire que dans le cas général, la rétroaction flexible répond à la première ou deuxième dérivée temporelle du paramètre contrôlé (par exemple la tension actuelle, etc.).

La bobine OH est connectée directement à la tension de l'ECU, donc le courant la traverse à tout moment du fonctionnement. Le courant et donc le flux dans cette bobine est proportionnel à la tension. Avec cette connexion, la bobine OH sert de rétroaction de tension dure.

En figue. 1, dans l'EMU, il est utilisé comme générateur alimentant le moteur, et sur la fig. 1, d montre un tracé de la tension en fonction du temps, ce qui explique ce qui a été dit sur les rétroactions.

Considérons le fonctionnement des bobines de rétroaction dans l'exemple d'utilisation de l'EMU comme excitateur du générateur du bloc de conversion du système G-D (Fig. 2).

Riz. 2. Schéma d'inclusion d'un amplificateur de machine électrique en tant que générateur d'excitation dans le système G-e

Ici, un générateur-moteur conventionnel (G-D) alimente un moteur DCT en courant continu. Dans ce cas, la bobine d'excitation du générateur G n'est pas alimentée par l'excitatrice B, mais par l'ECU, dont la bobine principale est alimentée par le rhéostat PB3 et l'interrupteur P de l'excitatrice B de l'unité de conversion.

En plus de cette bobine, l'EMU est équipée de trois bobines : OS, OH et OT.

OS - bobine de rétroaction stabilisatrice. Il est connecté en parallèle au circuit principal de l'ECU via un transformateur de stabilisation TS et assure un fonctionnement stable de l'IUU.En fonctionnement normal, la valeur de la tension dans le circuit principal de l'ECU est inchangée et donc le courant ne passe pas à travers le bobine de stabilisation de l'OS.

Lorsque la tension change aux bornes de l'enroulement secondaire du transformateur TS, e est induit. d. s proportionnel à la variation de tension du calculateur. Cet e. etc. v. crée un courant dans le circuit de la bobine de commande et donc un flux magnétique Phos. Lorsque la tension augmente, le flux de l'enroulement OS est dirigé vers le flux de la bobine principale OZ, et lorsque la tension diminue, le flux de l'enroulement OS a la même direction que le flux principal et restaure ainsi la tension aux bornes de l'ECU. .

OH - bobine de rétroaction de tension. Il est relié à la tension U du circuit principal du générateur. Le flux de l'enroulement OH est dirigé vers le flux de l'enroulement principal.

Lorsque la tension du circuit principal du générateur augmente, le flux de l'enroulement OH augmente et, en raison de la direction opposée des flux EMU, le flux magnétique total diminue et la tension a tendance à prendre la même valeur. Lorsque la tension U diminue, le flux résultant augmente, empêchant la tension de diminuer. A charge constante (I= const) et valeur de tension constante, la vitesse du moteur est maintenue constante.

OT est une bobine de rétroaction de courant solide connectée via un shunt Ø dans le circuit de courant principal du générateur. Lorsque la charge augmente, c'est-à-dire lorsque le courant dans le circuit principal augmente, la tension aux bornes du moteur diminue en raison d'une augmentation de la chute de tension dans le circuit de courant principal.

Pour maintenir un régime moteur constant, il est nécessaire de compenser cette chute de tension, c'est-à-dire d'augmenter la tension du générateur. Pour cela, le flux de l'enroulement OT doit avoir la même direction que le flux de l'enroulement principal.

Lorsque la charge diminue, la vitesse du moteur doit augmenter à une tension constante U. Cependant, cela réduira le flux dans l'enroulement OT et, par conséquent, le flux d'excitation total. En conséquence, la tension diminuera d'une quantité telle que le moteur s'efforcera de maintenir une vitesse ° donnée.

La même bobine peut être utilisée pour maintenir un courant constant dans le circuit principal. Dans ce cas, il faudrait changer la polarité dans l'enroulement OT pour que le flux soit dans le sens opposé.