Специальные машины постоянного тока 47

13. Электромашинные усилители
Общие сведения.
В автоматических устройствах возникает необходимость усиления электрической мощности, получаемой от различных маломощных изме­рительных элементов или преобразователей (температуры, давления, влажности, химического свойства среды и т. д.). В частности, преобразователями скорости вращения являются рассмотренные выше тахогенераторы. Использованные для указанной цели устройства называются усилителями.
В технике применяются различные виды усилителей электрической мощности: электронные, полупроводниковые, магнитные и электромашинные. Последние представляют собой специальную разновидность электромашинных генераторов, которые приводятся во вращение приводными электрическими дви­гателями c n= const. Усиление мощности при этом происходит за счет мощности, получаемой от приводного двигателя. Электромашинные усилители (ЭМУ) при меняются для автоматического управления работой электрических машин в раз­личных производственных и транспортных установках [34].
Коэффициентом усиления усилителя k_y называется отношение выходной мощности к входной мощности :

Мощность называется также мощностью управления или сигнала. Коэф­фициент усиления мощности ЭМУ достигает значений
k_y = 1000 –10000. Различают также коэффициенты усиления тока

и напряжения

Очевидно, коэффициент усиления мощности
.
Обычно требуется, чтобы при изменении режима работы ЭМУ k_y = const.. Для этого магнитные системы ЭМУ выполняются ненасыщенными.
От ЭМУ требуется также большое быстродействие работы, т. е. быстрое изме­нение при изменении . Быстродействие определяется электромагнит­ными постоянными времени обмоток ЭМУ:

Быстродействие ЭМУ можно оценить некоторой эквивалентной постоянной времени Т_э, учитывающей скорость протекания переходных процессов в ЭМУ в целом. Обычно =0,05 – 0,3 сек.
Во избежание замедляющего действия вихревых токов, индуктируемых при изменении Ф в магнитопроводе, последний изготовляется полностью из листовой электротехнической стали высокого качества. Влияние гистерезиса магнитной цепи сводится к минимуму выбором соответствующей марки стали, а также спе­циальными дополнительными мерами.
Для оценки качества ЭМУ вводится также понятие добротности , которая определяется как
.
Желательно, чтобы было больше, что возможно при больших и малых . Однако увеличение k_y обычно приводит к увеличению и наоборот. Например, при увеличении сечений магнитопровода ЭМУ магнитный поток, выходное напря­жение, выходная мощность и коэффициент усиления мощности увеличиваются. Однако одновременно увеличиваются также индуктивности и постоянные вре­мени обмоток. Поэтому величины k_y и приходится выбирать компромиссным образом.
Номинальная выходная мощность современных ЭМУ достигает 100 кВт. Мощ­ность управления колеблется от долей ватта до нескольких ватт. Первые ЭМУ были построены в1937 г.