Амплидин - Amplidyne

Три амплидина из рекламы General Electric 1951 года (другой масштаб). (верхний левый) Мотор-генератор амплидин мощностью 1 кВт, (Нижний левый) Мотор-генератор амплидин мощностью 3 кВт, (верно) Генератор амплидин мощностью 5 кВт.
Рисунок 1 патентного чертежа

An амплидин является электромеханический усилитель мощности изобретен до Вторая Мировая Война к Эрнст Александерсон. Он состоит из электрический двигатель вождение постоянного тока генератор. Усиливаемый сигнал подается на генератор обмотка возбуждения, а его выходное напряжение является усиленной копией тока возбуждения. Амплидин использовался в промышленности в больших мощностях. сервопривод и системы управления, чтобы усилить управляющие сигналы малой мощности для управления мощными электродвигатели, Например. Сейчас он в основном устарел.

Как работает амплидин

Амплидин содержит электрический двигатель что превращает генератор на одном валу. В отличие от обычного мотор-генератор, цель амплидина - не генерировать стабильное напряжение, а генерировать напряжение, пропорциональное входному току, чтобы усилить вход. Электродвигатель обеспечивает мощность, вращая генератор с постоянной скоростью, и сигнал, который нужно усилить, подается на генератор обмотка возбуждения. Чем выше ток, подаваемый на обмотку, тем сильнее магнитное поле и тем выше выходное напряжение генератора. Таким образом, выходное напряжение генератора представляет собой усиленную копию формы волны тока, приложенной к обмотке возбуждения. В типичном генераторе нагрузочные щетки расположены перпендикулярно потоку магнитного поля. Чтобы преобразовать генератор в амплидин, то, что обычно было бы нагрузочными щетками, соединяют вместе, а выходной сигнал берется из другого набора щеток, параллельных полю. Перпендикулярные щетки теперь называются "квадратурными" щетками. Это простое изменение может увеличить коэффициент усиления в 10 000 и более раз.

Частотная характеристика усилителя ограничена низкими частотами, он не может обрабатывать даже звуковые частоты, поэтому его использование ограничено усилением низкочастотных управляющих сигналов в промышленных процессах.

Исторически сложилось так, что амплидины были одними из первых усилителей, которые генерировали очень высокую мощность (десятки киловатт), что позволяло точно Обратная связь управление тяжелой техникой. Вакуумные трубки разумного размера не могли обеспечить достаточную мощность для управления большими двигателями, но схемы на электронных лампах, управляющие входом амплидина, можно было использовать для усиления малых сигналов до мощности, необходимой для управления большими двигателями. Рано (Вторая Мировая Война Эра) в системах слежения за оружием и в радиолокационных системах использовался этот подход.

Амплидины - это устаревшая технология, замененная современной. силовой полупроводник электронные устройства, такие как МОП-транзисторы и БТИЗ которые могут производить выходную мощность в киловаттном диапазоне.[1]

Использование в системах управления артиллерийскими установками

Схема Amplidyne, используемая в управлении морскими пушками ВМС США. Это мощная сервосистема.

Впервые амплидин был использован в ВМС США в сервосистемах для управления электродвигателями, вращающимися военно-морскими артиллерийскими установками, для наведения орудия на цель. Система (диаграмма справа) это система управления с обратной связью в котором сигнал обратной связи от датчика, представляющего текущее положение пистолета, сравнивается с управляющим сигналом, который представляет желаемое положение, и разница усиливается генератором амплидина для поворота двигателя установки пистолета. Компоненты:

Глава 10 ВМС США руководство Военно-морская артиллерия и артиллерийское дело, Том 1 (1957) объясняет действие амплидина:[2]

"Трансформатор синхронного управления получает сигнал приказа, который электрически указывает, каким должно быть положение нагрузки. Ротор трансформатора синхронного управления вращается ответным валом, который привязан к нагрузке и, таким образом, указывает положение нагрузки. на самом деле. Синхронизатор сравнивает фактическое положение нагрузки с заказанным положением; и, если они не совпадают, он генерирует сигнал переменного тока, который передается на усилитель. Угловая разница между двумя положениями называется ошибкой, и сигнал к усилителю является сигналом ошибки. Сигнал ошибки указывает своими электрическими характеристиками размер и направление ошибки. Если ошибки нет, говорят, что система находится в соответствии, и сигнал ошибки равен нулю ».[2]

В частности, фаза на выходе управляющего трансформатора (в фазе с источником синхронного питания или в противоположной фазе) обеспечивала полярность сигнала ошибки. Фазочувствительный демодулятор с источником синхросигнала переменного тока в качестве эталона создавал сигнал ошибки постоянного тока необходимой полярности.

Приложения

Изначально амплидины использовались для электрических лифтов и точечных морские пушки, и зенитная артиллерия радар, такой как SCR-584 в 1942 г.[нужна цитата ]Позже использовался для управления процессами в металлургический завод.[нужна цитата ]

Используется для удаленного управления стержни управления в ранних конструкциях атомных подводных лодок (S3G Тритон).[нужна цитата ]

Тепловоз Системы управления. Рано ALCO Дорожно-стрелочные локомотивы использовали эту технологию.

[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Амплидин - Работа и применение | Полное руководство». StudyElectrical.Com. 2019-09-15. Получено 2019-10-03.
  2. ^ а б Военно-морское вооружение и артиллерия, Том 1, 1957, Руководство ВМС США, глава 10.
  3. ^ Г. Дж. Талер и М. Л. Уилкокс, Электрические машины, Вили, Нью-Йорк, 1966, стр. 135–149.

внешняя ссылка