电动机放大机的基本原理

交磁放大机的选择

CHOOSING THE MAGNIC AMPLIFIER

  2．交磁放大机的选择

    1)交磁放大机电压、电流、功率的选择

    (1)交磁放大机的额定电压的确定

    在确定交磁放大机的额定电压时应考虑励磁系统应具有——定的强迫性，以加快过渡过程和改善动态品质。

    为了使系统有较好的灵敏度，放大机稳态时的工作点应选在空载特性的线性段.反复短时工作制的拖动系统，其主接线如图6—41所示。放大机向发电机励磁绕组供电时，放大机的电压应为发电机励磁电压的1．5～2．5倍。如放大机向电动机电枢供电时，其额定电压应等于电动机的额定电压。

(2)放大机额定电流的确定

    由于放大机没有过载能力，其额定电流的选择—般为最大负载的1.1—1．3倍左右。  

    (3)额定功率的确定

    放大机额定功率根据确定的电压、电流计算出所需的功率，而后根据计算功率确定出交磁放大机的容量。

    2)交磁放大机绕组的选择

(1)给定绕组用以建立放大机的基本磁势，和决定发电机

励磁强弱程度(放大机作为发电枫励磁帆用)。如AN，对应于发

电机稳态的安匝，则给定绕组的安匝为

      AN_g =a.ANp    (6-88)

    式中a 为加快系数。为了保证起动过程最快，其加快系数一般应不小于5—60应当指出，加快系数加大后，必然增加电流反馈作用，因之只能用加快电压反馈来补偿。但过大增大加快系数，将使截止系统中比较电压降低，反而使系统性能变坏。对于ZKKl00，ZKKll0作为励磁发电机时，给定绕组安匝一般选为85— 1500  。

    当给定绕组接在恒定电压上，不受信号电压的限制，应选用电阻大的绕组。即匝数多的绕组，以减少绕组和附加电，阻中的电能消耗。

    (2)在带截止反馈回路中，为了改善系统的静特性，并便于广泛调节，宜选用放大系数大的绕组，亦即选用匝阻比大的绕组，互相截止的两个差动绕组，应选用匝数相同的绕组。

    (3)稳定绕组应选用与稳定变压器次级绕组电阻接近的绕组。

交磁放大机的测定

                      THE MESURATION OF MAGNIC AMPLIFIER

    1)交磁放大机的绝缘电阻测定

    交磁放大机绝缘电阻测定方法与其他电机相同。由于交磁放大机各绕组电压为低压，故在测定绝缘电阻时选用500伏摇表。交磁放大机的绝缘电阻无规定标准，但一般不得低于0．5兆欧,交磁放大机应分别测定绕组对地，各绕组之间的绝缘电阻值。

    2)各控制绕组测定。

    (1)各绕组直流电阻测定

    交磁放大机各控制绕组，换向极与补偿绕组直流电阻的测定可用伏安法和电桥两种方法，对电枢绕组电阻由于存在着接触电阻，故用伏安法较为适宜。其测定方法与直流机相同。    

    各控制绕组直流电阻测定值应与出厂资料给出值误差不得超过±10％，但实际工作中能满足控制系统对参数的要求即可。 

    (2)匝比测定

    交磁放大机可利用空载特性测定法确定各控制绕组的匝比测定时应首先断开激磁绕组的电源，使其运转到额定转速，并进行消磁，使其剩磁电压小于5％Ｕ_e。而后分别作出各个控制绕组激磁的空载特性，记取每个空载特性的励磁电流与空载电压，利用固定励磁时的电压比算出各控制绕组的匝比。测定过程中应使其剩磁电压完全相同，并要保证激磁电源电压稳定。其他注意事项与空载特性测定相同。则匝比为

       E₁:E₂:E₃:E₄=N₁:N₂:N₃:N₄

    3)放大机的换向，补偿，控制绕组极性的测定

    (1)换向极，补偿绕组对电枢极性测定

    检查换向及补偿绕组对电枢的极性应分别将电池接至换向绕组(HXQ)和补偿绕组，毫伏表接至电枢两端如图6—42所示。

(1)换向极，补偿绕组对电枢极性测定

检查换向及补偿绕组对电枢的极性应分别将电池接至换向绕组(HXQ)和补偿绕组，毫伏表接至电枢两端如图6—42所示。当开关合上时，毫伏计的指针偏见右，则表示两绕组和电枢之间的连接是正确的

（2）控制绕组极性测定

控制极性测定用试验线圈法，即在磁极表面或固定磁极的外端(放大机的外壳上)放一支线圈(多匝数的)。试验线圈的两端连接一个毫伏表，磁极线圈接鬼后二随即将电源断开，此时仪表指针将产生偏转，按照指针的偏转方向，可以确定磁极的相对极性。 

    4)确定电刷中性位置

    电刷中性位置的检查与调整，与直流电动机相同，还应注意以下情况。 如短路刷与直轴刷固定在一个刷架上时，试验时应按田6－43接线；将零位在中间的毫伏表接在短路刷间，在任一控制绕组上加6～12伏。当开关接通或断开时，观察毫伏表的指示，如指示为零或极小，或指示左右偏转角度相近似，则说明电刷在中性位置，如指针向一方摆动范围较大，应移动刷架，以达到如上要求即得中性位置。如短刷与直轴刷分别定在两个独立的刷架上，并互不相关时，则应分别检查两组电刷的中性位置，当检查短路刷的中性位置时，拆掉短路电后之连线，采取图6-43a的接线，当检查直轴电刷中性位置时，则采取6-43b的接线。中性位置确定后，为了满足使用特性，可将屯刷顺旋转方向偏移1—3毫米。在调整好的位置上加以标记。 检查时应注意，当毫伏表接在电刷上时，不得旋转电枢，以免因剩磁产生电势损坏毫伏表。在调整刷子位置肘，不要用力敲打，以防止铸铁刷架断裂。

    5)交磁放大机去磁性能测定

    剩磁和磁滞效应对放大性能影响很大，由于剩磁在第一级内产生的剩磁电压，经第二级进行放大，使放大机输出端产生较高的剩磁电压。可用图6-44接线测定剩磁电压，即断开K₂并切断各控制绕组的直流电源，．使放大机运转至额定转速，这时测取的电枢电压即放大机的剩磁电压．为了抵消放大机剩磁效应，缩小磁滞回环有两种常用的方法：一种是在基本控制绕组上接入一反极性直流电源，—·对放大机进行消磁，直到励磁电流为零时，其输出电压亦为零为止。第二种方法是在基本绕组上加入一振幅不大的交变磁场。这也就是在直轴上加上附加的所谓遏制绕组，接上数值不大的交流电压来达到使剩磁电压小于5％Ue。如ZKKll0型电机放大机少；去磁绕组上加入6伏1.5安交流电压时，其剩磁电压为2伏.小于5%U_e故对放大机运行性能影响不大。 

4．电动机放大机性能测定   

1)     空载特性测定  

空载特性是指交磁放大机不担任负载，即图6-44中开关K2打开，合上开关K，测取输出电压与激磁电流之间的变化关系；测定空载特性时转速应达额定值，电刷在中性位置或额定工作方式的位置上。    测定时逐步升高电压。第一次升压速度不应太快，最高电压升至额定的130％。在测定空载特性之前，要选择基本控制绕组接入直流电源，并对放大机进行消磁，直到励磁电流与输出电压的测量仪表同时指零刻度为止。在电枢电压达到额定值时的励磁安匝…数基本相符。如果比规定值大很多，可能是曲于-电刷接触不寝或电刷前移

  过多所致，应重新调整好再进行测定．如果量测励磁电流的为多量程毫安表，试验中要倒换量程时，应先将仪表两端短接‘而后倒换量程开关或改接。空载特性是指交磁放大机的输出端电势E₃₀与控制安匝(AN)x的关系。在专测空载特性时，亦可选择其他控制绕组，试验电源要稳定。测定过程中一定避免反向调节。在作完上升分支后再作下降分支，就得出完整的磁滞回线。如图6—45所示，其平均值即为交磁放大机的空载特性曲线。

  2)负载性能测定

    (1)如图6—44所示，如将开关K2合上，接通负载测取负载时励磁与输出电压的关系。在作负载特性之前，应在固定负载下安下述方法通电检查交磁放大机

是否有自激现象。先使放大机运转在空载情况下，升高电压为额定电压的50％，如一切正常，则合开关K2，接通负载，此时放大机电压降为正常。   

    打开开关K₂将放大机电压升到额定值，然后关合开关K₂，此时放大机电压亦应有所下降。

如有自激现象，应调整补偿电阻，然后再按上述方法检查之。

    (2)测取负载特性，将放大机进行消磁后，接入实际负载(或等值电阻)，开始将Rn放在较小位置，逐步增加控制绕组中的电流，逐点记取电流和对应的电压，绘制放大机的负载特

性曲线。然后稍增加R_B的阻值，重新测取放大机的负载特性曲线。如此多次调整Rs直至增加到使所测负载特性曲线基本接近空载特性曲线为止。

    为便于比较，最好用同一控制绕组测量空载特性与负载特性，并绘制在同一坐标纸上。补偿程度调整正确时，应符合图

  为了安全起见，补偿调整电阻R_B开始放在较小位置(欠补尝)，并在调整之前，仔细检查

与处理R。电阻是否生锈情况，否则因接触不良增大电阻，随时

陶可出现自激现象。 试验中发现自激现象时，在及时关合图6—44的开关K₂以消涂补偿不良的现象，同时切除放大机的拖动电动机的电源，使之停车。试验时可设专人看管开关。并且每次测取读数之前，均应进行消磁。在测定时，若调整完之后，应将R。加以标记。测定中测量负载电流的仪表，最好带有分流器，以便于倒换极性和接线。

    在各种情况下，一般不应在较大负荷下切断电枢回路，而应将电流下降至零后再切断开关K2及控制电源，否则均可造成过电压或过大剩磁。

    3)外特性与补偿性能测定

    当放大机负载为非恒定性的，如作为直接供电给电动机的电

源，则应根据放大机的外特性来调整补偿。

    (1)在这种负载下补偿作用应满足各种状态，一般在额定

电压下，补偿不应过弱，在低压范围内不致于自激。

    (2)试验接线要注意采用适当电阻代替实际负载，并首先将电阻置于最大值。

    (3)起动放大机，在不带负载的情况下(K₂断开)。调节励磁建立额定电压，然后合上开关K：，调整负载电阻，使负载电流逐渐增加，直到额定为止。在调整负载电流过程中，要记取对

应的端电压，负载电流，绘制出放大机的外特性曲线。

注：放大机在额定电压下，允许超载2.5I，历时3秒，短

    时过电压至1.75U_e，试验电压一般可达1．3～1．4U_e，控制绕组允

  许短时过载8倍，长期允许5倍。

    (4)若负载电流由小增大过程中，由于补偿不当，出现电压随负载增加而加大时，测定应立即停止，并切断原动机的电源，在稍减少R。后就重新开始测定。直到放大机不再出现自

现象时为止。当输出为额定电流时，电枢电压下降为额定值的20—25％为止。

  (5)：为了进一步检查补偿程度是否合适，应在额定电压值的26％情娩下i溯敢其外特性，+试验结果亦不应产生自激现象。补偿正确时，放大机电压在整个测定过程中卜应随着电流的增加而稍微减少，或在曲线的个别线段上保持恒定，如图6-47所

示。图中曲线4表示在较低电压下测的特性，2为过补偿特性，应适当减少R_B，3为欠补偿特性，应适当增加RB，使其获得特性1的要求。

    (6)上述测定完成后，为确保放大机不产生自激现象，可利用放大机的剩磁电压或约升至

15％E₃₀的情况下直接将电枢短路，此时短路电流的瞬时升至最大值后，随即下降，该最大值应<于50—60％I_E

    (7)测取外特性时，电枢电流一般升至额定值；最高达130％I_E为止。