ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1964 года по МПК H02K23/20 

Известны электромашинные усилители, выполненные по типу коллекторной машины постоянного тока с поперечным полем, создаваемым многофазными токами, циркулирующими в обмотке якоря, и снабженные компенсационной обмоткой на статоре для компенсации продольного поля реакции якоря.

Но эти усилители имеют неустойчивый режим и требуют поперечных короткозамкнутых щеток.

В предлагаемом усилителе обмотка якоря присоединена к соответствующим точкам якорной обмотки возбудителя аналогично машине по основному авт. св. №74311. В качестве возбудителя использована синхронная машина переменного тока.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя; на фиг. 2 - расположение обмотки усилителя; на фиг. 3 - усилитель с коллекторной обмоткой.

Усилитель состоит из генератора 1 постоянного тока с поперечным полем и возбудителя 2, насаженного на одном валу с генератором. Якорь генератора выполнен по типу якорей машин постоянного тока и имеет в пазах две обмотки. Рабочая обмотка генератора присоединена к коллектору 3, на который наложены щетки 4. В цепь якоря последовательно включена компенсационная обмотка 5 статора для компенсации реакции якоря от обмотки 6. Внешняя нагрузка присоединяется к зажимам 7. Вторая обмотка 8 выполнена в виде симметричной n-фазной обмотки. Возбудитель 2 выполнен в виде n-фазного синхронного явнополюсного генератора с неподвижной полюсной системой (индуктором), обмотками возбуждения 9 и вращающимся якорем с симметричной n-фазной обмоткой 10, каждая фаза которой соединена с обмоткой 8. Соединения выполнены симметрично так, что для возбудителя обмотка 8 является симметричной n-фазной нагрузкой. При вращении агрегата и возбуждении обмоток 9 индуктора обмотка 8 под действием генерируемой в обмотке 10 симметричной n-фазной системы э.д.с. будет обтекаться n-фазной симметричной системой токов. Последние имеют синхронную со скоростью вращения частоту, так как все обмотки агрегата выполнены на одно и то же число полюсов. Вследствие этого образуется синхронно вращающийся относительно якоря магнитный поток, ось которого будет поперечна продольной оси щеток 4, Это достигается изменением на определенный угол положения осей обмоток 8 и 10 либо поворотом вокруг оси якоря полюсной системы индуктора возбудителя относительно оси щеток 4. На фиг. 2 показано, что ось обмоток 9 возбуждения смещена относительно оси 00 обмотки 10.

Предлагаемый электромашинный усилитель не имеет поперечных щеток. Ввиду того, что мощность, необходимая для возбуждения обмотки 9 возбудителя, небольшая, общий коэффициент усиления будет почти такой же, что и в известных ЭМУ с поперечным полем. Постоянные времени цепей усилителя и общее запаздывание сигналов, подаваемых на обмотку 9, практически будут также малы. Из-за отсутствия магнитной связи между компенсационной обмоткой 5 и обмоткой 9 управления работа предлагаемого электромашинного усилителя будет более устойчивой, чем известных ЭМУ с поперечным полем.

Обмотка 11 возбуждения питается от выходного напряжения и служит для увеличения коэффициента усиления, так как она действует согласно, с обмоткой 9. Ее действие аналогично действию сериесных обмоток поперечной оси ЭМУ с поперечным полем, обтекаемых током продольной оси. Обмотка 11 обратной связи может быть также использована для улучшения устойчивости. В этом случае обмотка 11 действует встречно обмотке 9 и связана с зажимами 7 через трансформатор или конденсатор.

Так как мощность возбуждения возбудителя мала, на полюсах его индуктора могут быть расположены несколько обмоток управления.

Обмотки 6 и 8 генератора могут быть объединены и выполнены в виде общей обмотки, присоединенной одновременно к коллектору 12 и к соответствующим точкам обмотки 10 возбудителя.

Возбудитель может быть снабжен коллектором 13 для питания обмотки самовозбуждения 14, действующей согласно с обмоткой 9 управления. При подаче сигналов управления в обмотку 9 обмотка 14 возбуждается, усиливая действие сигнала. При этом возбудитель, а следовательно, и электромашинный усилитель приобретают характеристики, свойственные ЭМУ с самовозбуждением, т.е. эффект усиления значительно возрастает.

1. Электромашинный усилитель, выполненный по типу коллекторной машины постоянного тока с поперечным полем, создаваемым многофазными токами, циркулирующими в обмотке якоря, и снабженный компенсационной обмоткой на статоре для компенсации продольного поля реакции якоря, отличающийся тем, что для создания устойчивого режима работы обмотка якоря присоединена, аналогично машине по авт. св. 74311, к соответствующим точкам якорной обмотки возбудителя - синхронной машины переменного тока.

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что якорь имеет две обмотки, одна из которых присоединена к коллектору, а другая - к возбудителю.

3. Усилитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что возбудитель снабжен коллектором для питания обмотки возбуждения возбудителя.