Amplificatori magnetici nelle macchine per il taglio dei metalli

L'amplificatore magnetico commuta il circuito elettrico modificando la sua resistenza elettrica induttiva entro ampi limiti, il cui valore dipende dal grado di saturazione del circuito magnetico.

Gli amplificatori magnetici sono ampiamente utilizzati negli azionamenti elettrici delle macchine per il taglio dei metalli per il taglio dei metalli grazie alla loro affidabilità e lunga durata (è considerato uno degli elementi più affidabili dei sistemi di automazione), l'assenza di parti mobili, la possibilità di eseguire operazioni magnetiche amplificatori con una potenza da frazioni di watt a centinaia di kilowatt, elevata resistenza e durata in termini di vibrazioni e carico d'urto. Inoltre, grazie agli amplificatori magnetici, è possibile sommare facilmente i segnali. Hanno un alto profitto. Negli amplificatori magnetici, non vi è alcun collegamento elettrico tra i circuiti di ingresso e di uscita.

Il principio di funzionamento dell'amplificatore magnetico si basa sull'utilizzo della non linearità della curva di magnetizzazione di un materiale ferromagnetico.Quando la CC è magnetizzata, il nucleo dell'amplificatore si satura e l'induttanza delle bobine CA funzionanti dell'amplificatore diminuisce. Gli avvolgimenti operativi sono solitamente collegati in serie al carico. Pertanto, la tensione applicata agli avvolgimenti operativi dell'amplificatore al momento della saturazione prima che il nucleo si saturi viene applicata al carico.

La corrente di carico è controllata variando la corrente nella bobina di polarizzazione dell'amplificatore magnetico. La bobina di polarizzazione viene utilizzata per creare la polarizzazione iniziale necessaria per modificare la corrente nel carico in modi diversi a seconda del segno della polarità del segnale di controllo, nonché per selezionare un punto sulla sezione rettilinea della caratteristica. La bobina di retroazione è progettata per ottenere la forma richiesta delle caratteristiche di uscita.

Strutturalmente, l'amplificatore magnetico è un nucleo costituito da un foglio di materiale ferromagnetico sul quale sono avvolte bobine in corrente alternata e continua. Per eliminare le interferenze, ad es. eccetera. c. Circuiti CA delle bobine CC Le bobine CA sono avvolte separatamente sul nucleo e le bobine CC coprono entrambi i nuclei.

Schema del più semplice amplificatore magnetico

Un amplificatore magnetico può avere diverse bobine di controllo. In questo caso, nella modalità operativa, la corrente nel carico sarà determinata dalla corrente di controllo totale. Cioè, può essere utilizzato come sommatore di segnali elettrici non correlati (i segnali permanenti vengono sommati).

Gli amplificatori magnetici possono essere sia invertenti che invertenti. Negli amplificatori magnetici irreversibili, un cambiamento nella polarità del segnale di controllo non provoca un cambiamento nella fase e nel segno della corrente di carico.

I nuclei degli amplificatori magnetici sono realizzati sia in acciaio per trasformatori che in permaloid e l'acciaio per trasformatori viene utilizzato quando la potenza dell'amplificatore magnetico è maggiore di 1 W. L'entità dell'induzione magnetica nel nucleo in acciaio del trasformatore raggiunge 0,8 - 1 . 0 T. Il fattore di amplificazione di tali amplificatori magnetici varia da 10 a 1000.

Il permalloy viene utilizzato negli amplificatori magnetici la cui potenza è inferiore a 1 V. Carattere rettangolare cicli di isteresi per permaloy consente di ottenere un profitto da 1000 a 10.000 e oltre.

Il nucleo dell'amplificatore magnetico viene caricato da piastre separate, come i nuclei di induttanze o trasformatori Gli amplificatori magnetici basati su nuclei toroidali hanno acquisito un'ampia distribuzione, che, nonostante le difficoltà tecnologiche nella loro produzione, presentano una serie di vantaggi, il primo di cui è l'assenza di traferri, che migliora le caratteristiche dell'amplificatore magnetico.

Sono diffusi i seguenti schemi di amplificatori magnetici: singolo e push, reversibile e irreversibile, monofase e multifase.

Nelle macchine per il taglio dei metalli (e non solo per il taglio dei metalli), è possibile trovare un'ampia varietà di design di amplificatori magnetici: serie UM-1P monofase, serie UM-ZP trifase assemblata su sei nuclei a forma di U realizzati in acciaio E310, serie TUM monofase su nucleo toroidale, amplificatori magnetici a blocco della serie BD, contenenti, oltre agli amplificatori magnetici, trasformatori step-down, diodi e resistori assemblati su un unico pannello. I sistemi di azionamento elettrico possono essere costruiti su qualsiasi amplificatore di questa serie.

Circuito di avvolgimento dell'amplificatore magnetico UM-1P

Inoltre, su varie macchine per il taglio dei metalli vengono spesso utilizzati azionamenti completi con amplificatori magnetici e motori CC, ad esempio un azionamento molto comune con amplificatori magnetici PMU. Ma ne parleremo sicuramente la prossima volta. Inoltre, nel prossimo post ci concentreremo sui metodi di messa a punto degli amplificatori magnetici e toccheremo una serie di altri problemi che interessano chiunque incontri costantemente o incontrerà in futuro quando lavora con amplificatori magnetici.

Azionamenti completamente elettrici con amplificatori magnetici

Nonostante il fatto che i convertitori statici (tiristori, transistor di potenza, Moduli IGBT), nei nostri impianti industriali è ancora molto comune vedere motori elettrici e generatori DC lavorare in combinazione con amplificatori magnetici.

Gli amplificatori magnetici erano ampiamente utilizzati nelle apparecchiature industriali negli anni '50. In generale, nell'era della tecnologia dei semiconduttori, c'è la seguente tendenza: l'azionamento asincrono e sincrono (per alta potenza) viene utilizzato nell'azionamento elettrico non regolato e nel dispositivo CC con elettrico o statico (tiretrone o raddrizzatore al mercurio, amplificatore magnetico) per controllato.

Attualmente, più spesso nelle imprese nazionali negli schemi delle apparecchiature elettriche di macchine, macchine e impianti per il taglio dei metalli, è possibile trovare azionamenti elettrici a corrente continua completi con amplificatori magnetici della serie PMU.

PMU: azionamento con amplificatori magnetici e raddrizzatori al selenio. Il campo di regolazione della velocità del motore è 10: 1. La regolazione viene effettuata modificando la tensione di armatura rispetto alla velocità nominale del motore.Sistema di controllo automatico con feedback elettronico. ds. motore, senza dinamo tachimetrica e amplificatore intermedio. Potenza motrice da 0,1 a 2 kW. L'azionamento è progettato per una tensione di uscita del ponte rettificata da 340 a 380 V. Per ottenere caratteristiche di azionamento sufficientemente rigide, nel circuito vengono introdotti feedback di corrente e tensione negativi.

Ogni azionamento della serie PMU è un set composto da un'unità di alimentazione, raddrizzatori, amplificatori magnetici, un motore CC e un regolatore di velocità.

L'azionamento funziona come segue. La tensione applicata al motore segue automaticamente il segnale in funzione della variazione della sua velocità. Al diminuire della velocità del motore, la tensione aumenta e viceversa: la tensione mantiene il valore della velocità con una certa precisione, indipendentemente dalla variazione del carico e da altri fattori di disturbo.

L'influenza di vari fattori di disturbo sulla velocità di rotazione compensa la reattività della bobina di lavoro dell'amplificatore magnetico: all'aumentare del carico, aumenta la corrente nell'armatura, che porta ad una diminuzione della resistenza della bobina di lavoro del amplificatore magnetico. A causa di una diminuzione della resistenza della bobina di lavoro, la tensione nell'armatura del motore aumenta, la corrente negli avvolgimenti aumenta, il che riduce ulteriormente l'impedenza degli avvolgimenti dell'amplificatore di lavoro.Come risultato della diminuzione generale della resistenza della bobina di lavoro, la tensione nell'armatura del motore aumenta, il che compensa la riduzione della velocità del motore. La velocità del motore richiesta viene impostata utilizzando il setpoint P e le resistenze R1 — R4.

Il PMU-M è simile alla serie PMU, ma gli amplificatori magnetici sono assemblati su nuclei a forma di U. Potenza motrice PMU-M da 0,1 a 7 kW.

Dispositivo PMU-M

Gli azionamenti della serie PMU-M utilizzano un sistema di controllo automatico della velocità con tensione di armatura del motore e retroazione di corrente. L'amplificatore magnetico ha due serie di bobine di controllo. Una corrente di controllo scorre attraverso una di esse, che è la somma algebrica della corrente di setpoint e delle correnti di retroazione, e l'altra (bobina di polarizzazione) serve a selezionare il punto di lavoro del tratto rettilineo della caratteristica dell'amplificatore magnetico.

Per proteggere da valori di corrente di armatura inaccettabilmente elevati, gli azionamenti PMU-M di taglia da 8 a 11 sono dotati di un limitatore di corrente. Quando la corrente di armatura supera i valori consentiti, il relè di massima corrente viene attivato, il suo contatto aperto si apre e interrompe il circuito di alimentazione della bobina di controllo. Poiché la bobina di polarizzazione rimane chiusa, l'amplificatore magnetico viene diseccitato e la corrente di armatura viene ridotta. Il funzionamento del circuito di azionamento PMU-M è simile al funzionamento del circuito di azionamento PMU.

PMU -P — azionamenti con maggiore precisione e campo di controllo esteso 100: 1. Sistema di controllo automatico con feedback per la frequenza di rotazione, che viene eseguito utilizzando un tachogeneratore e un amplificatore a semiconduttore intermedio. La velocità del motore viene regolata variando la tensione di armatura.

A proposito, gli amplificatori magnetici possono essere utilizzati anche per regolare la tensione ai terminali del motore asincrono, così come gli avviatori senza contatto.

Sistema motore a induzione amplificatore magnetico