شرایط خود تحریکی چنین ژنراتوری به شرح زیر است:

شرط اول-این است که چنین ژنراتوری دارای یک شار مغناطیسی باقیمانده است که EMF اولیه را در سیم پیچ آرمیچر القا می کند.

چنین شار مغناطیسی معمولاً به دلیل مغناطش باقی مانده قطب ها در دستگاه وجود دارد.

شرط دوم-زمانی است که جریانی از سیم پیچ تحریک شروع به عبور می کند IV (تحت تأثیر EMF باقیمانده)، نیروی مغناطیسی Fv باید مطابق با هدایت شود فوست . سپس تحت تأثیر MMF حاصل برابر با EMF ژنراتور افزایش می یابد. اگر MDS و برعکس جهت داده شوند، دستگاه مغناطیس زدایی شده و فرآیند خود تحریکی رخ نخواهد داد. در این مورد، تغییر جهت جریان جریان ضروری است IV در زمینه تحریک با تغییر قطبیت ولتاژ اعمال شده به آن.

شرط سوم-این است که مقاومت مدار سیم پیچ تحریک کمتر از مقدار معینی است که بحرانی نامیده می شود.

اصولی مدارژنراتور با خود تحریکی در شکل نشان داده شده است. 1.3. ژنراتورها از این نوعدارای دو سیم پیچ تحریک موازی و سری.

برنج. 1.3. نمودار شماتیک ژنراتور

برای ژنراتورهای تحریک موازی، مدار سیم پیچ تحریک موازی با آرمیچر متصل می شود. جریان تحریک را می توان تعیین کرد:

مقاومت سیم پیچ تحریک کجاست.

مشخصه بیکاری مولد تحریک موازی شبیه به ژنراتور تحریک مستقل است.

مشخصه بار ژنراتور تحریک موازی به دلیل وجود پدیده خود مغناطیس زدایی کمتر از مشخصه متناظر ژنراتور تحریک مستقل خواهد بود.

مشخصه خارجی مولد تحریک موازی وابستگی به و است. بر خلاف ژنراتورهای با تحریک مستقل، که در آنها، هنگام حذف مشخصه خارجی، جریان تحریک، برای ژنراتورهای تحریک موازی - یک مقدار متغیر بسته به جریان بار است. این به این دلیل است که هنگام تغییر، ولتاژ در پایانه های آرمیچر ژنراتور، که سیم پیچ تحریک به آن متصل است، تغییر می کند.

برای ژنراتورهای تحریک موازی، با افزایش جریان بار، ولتاژ ژنراتور به طور قابل توجهی نسبت به ژنراتورهای تحریک مستقل کاهش می یابد. این به این دلیل است که علاوه بر دو دلیلی که باعث کاهش ولتاژ می شود U با افزایش جریان بار (افت ولتاژ در آرمیچر و اثر مغناطیس زدایی واکنش آرمیچر)، یک دلیل سوم نیز وجود دارد: پدیده خود مغناطیس زدایی. این پدیده در این واقعیت است که با افزایش جریان بار، جریان تحریک به دلیل کاهش ولتاژ کاهش می یابد. U به دلیل تأثیر دو دلیل اول.

مولد تحریک موازی را می توان تا حد معینی بارگذاری کرد حداکثر مقدارجریان آرمیچر با کاهش بیشتر مقاومت بار، جریان بار شروع به کاهش شدید می کند، زیرا. ولتاژ U سریعتر از کاهش مقاومت افت می کند این به این دلیل است که در جریان های بار زیاد سیستم مغناطیسی به دلیل خودآغناطیس زدایی به حالت غیراشباع می رود و عوامل ایجاد افت ولتاژ در مقاومت آرمیچر غالب هستند.

رسیدن جریان آرمیچر به مقدار شروع به کاهش می کند و به مقدار جریان اتصال کوتاه ژنراتور می رسد. مقدار فقط با EMF باقیمانده و مقاومت سیم پیچ آرمیچر تعیین می شود ( U=0 و من در \u003d 0 ).

مشخصه تنظیم کننده ژنراتور با تحریک موازیشکلی مشابه با مولد تحریک مستقل دارد.

ژنراتورهای تحریک مخلوط دارای دو سیم پیچ تحریک هستند: موازی و سری (شکل 1.3 را ببینید). به عنوان یک قاعده، سیم پیچ تحریک موازی اصلی است و سری یک کمکی است.

سیم پیچ های تحریک را می توان بر اساس، به عنوان مثال خاموش کرد. به طوری که نیروهای مغناطیسی آنها با هم جمع شوند. هدف از اتصال سیم پیچ سری جبران افت ولتاژ در مقاومت سیم پیچ آرمیچر و اثر مغناطیسی زدایی واکنش آرمیچر است. با توجه به این سیم پیچ، می توان از تثبیت خودکار ولتاژ ژنراتور در یک محدوده خاص اطمینان حاصل کرد.

تغییرات بار

این با این واقعیت توضیح داده می شود که افزایش جریان بار که از طریق سیم پیچ تحریک سری جریان می یابد، باعث افزایش MMF این سیم پیچ می شود. MMF سیم پیچ سری که با MMF سیم پیچ موازی جمع می شود، کاهش ولتاژ ژنراتور را جبران می کند.

اگر سیم پیچ سری در جهات مخالف روشن شود، به طوری که MMF سیم پیچ های سری و موازی خلاف جهت آن باشد، مشخصه خارجی چنین ژنراتوری به شدت در حال سقوط خواهد بود، زیرا افزایش جریان بار منجر به کاهش شدیدشار مغناطیسی و EMF القا شده در سیم پیچ آرمیچر.

اتصال شمارنده سیم پیچ های تحریک سریالی و موازی در مواردی که نیاز به محدود کردن جریان باشد استفاده می شود. مدار کوتاه، (ژنراتورهای جوشکاری و غیره)

میدان مغناطیسی یک ژنراتور با تحریک مستقل توسط جریانی ایجاد می شود که از یک منبع خارجی انرژی به سیم پیچ تحریک قطب ها تامین می شود. نمودار یک ژنراتور با تحریک مستقل در شکل نشان داده شده است. 11.6. میدان مغناطیسی ژنراتورها با تحریک مستقل می تواند از آهنرباهای دائمی ایجاد شود (شکل 11.7).

برنج. 11.6 شکل. 11.7

وابستگی EMF ژنراتور به جریان تحریک، مشخصه بیکار E \u003d U xx \u003d f (I c) نامیده می شود. مشخصه بیکار با یک مدار خارجی باز (I I) و با سرعت ثابت (n 2 \u003d const) به دست می آید مشخصه بیکار بودن ژنراتور در شکل نشان داده شده است. 11.8. به دلیل شار مغناطیسی باقیمانده، وقتی جریان تحریک صفر است، emf ژنراتور صفر نیست. با افزایش جریان تحریک، ابتدا EMF ژنراتور به نسبت افزایش می یابد. قسمت مربوطه از مشخصه بیکاری مستقیم خواهد بود. اما با افزایش بیشتر در جریان تحریک، اشباع مغناطیسیماشین، باعث خم شدن منحنی می شود. با افزایش بعدی در جریان تحریک، EMF ژنراتور تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. اگر جریان تحریک کاهش یابد، منحنی مغناطیس زدایی به دلیل پدیده هیسترزیس با منحنی مغناطیسی مطابقت ندارد. وابستگی ولتاژ در پایانه های خارجی دستگاه به مقدار جریان بار U \u003d f (I) در جریان تحریک I در \u003d ثابت مشخصه خارجی ژنراتور نامیده می شود.

ویژگی خارجی ژنراتور در شکل نشان داده شده است. 11.9.

برنج. 11.8 شکل. 11.9

با افزایش جریان بار، ولتاژ در پایانه های ژنراتور به دلیل افزایش افت ولتاژ در سیم پیچ آرمیچر کاهش می یابد.

ژنراتورهای خود هیجان زده اصل خود تحریکی یک ژنراتور با تحریک موازی

نقطه ضعف یک ژنراتور با تحریک مستقل نیاز به منبع تغذیه جداگانه است. اما تحت شرایط خاصی می توان سیم پیچ تحریک را با جریان آرمیچر ژنراتور تغذیه کرد. ژنراتورهای خودبرانگیخته دارای یکی از سه طرح هستند: موازی، سریال و هیجان مختلط. روی انجیر 11.10 یک ژنراتور با تحریک موازی را نشان می دهد.

سیم پیچ تحریک به موازات سیم پیچ آرمیچر متصل می شود. یک رئوستات Rc در مدار تحریک گنجانده شده است. ژنراتور در حالت بیکار کار می کند. برای اینکه ژنراتور خود را تحریک کند، باید شرایط خاصی رعایت شود. اولین مورد از این شرایط وجود یک شار مغناطیسی باقیمانده بین قطب ها است. همانطور که آرمیچر می چرخد، شار مغناطیسی باقیمانده یک EMF باقی مانده کوچک در سیم پیچ آرمیچر ایجاد می کند. برنج. 11.10 شرط دوم شامل همخوانی سیم پیچ تحریک است. سیم پیچ های تحریک و آرمیچر باید به گونه ای متصل شوند که EMF آرمیچر جریانی ایجاد کند که شار مغناطیسی باقیمانده را افزایش دهد. افزایش شار مغناطیسی منجر به افزایش EMF می شود. دستگاه خود هیجانی است و بسته به مقاومت R در مدار تحریک، با مقداری جریان تحریک I در \u003d و EMF E \u003d ثابت شروع به کار می کند. شرط سوم این است که مقاومت مدار تحریک در یک سرعت معین باید کمتر از بحرانی باشد. بیایید در شکل به تصویر بکشیم. 11.11

مشخصه بیکار ژنراتور E \u003d f (I c) (منحنی 1) و مشخصه جریان-ولتاژ مقاومت مدار تحریک U c \u003d R c ·I c که در آن U c افت ولتاژ در مدار تحریک است. این مشخصه یک خط مستقیم 2 است که به سمت محور x در زاویه γ (tg γ ~ R c) متمایل است.

جریان سیم پیچ تحریک، شار مغناطیسی قطب ها را هنگامی که سیم پیچ تحریک به صورت همخوان روشن می شود، افزایش می دهد. EMF القا شده در آرمیچر افزایش می یابد، که منجر به افزایش بیشتر جریان سیم پیچ میدان، شار مغناطیسی و EMF می شود. رشد EMF از جریان تحریک زمانی که مدار مغناطیسی دستگاه اشباع می شود کند می شود. افت ولتاژ در مدار تحریک متناسب با افزایش جریان است. در نقطه تقاطع خصوصیات بیکاری ماشین 1 با خط مستقیم 2، فرآیند خود تحریکی به پایان می رسد. دستگاه در حالت پایدار کار می کند. اگر مقاومت مدار سیم پیچ تحریک را افزایش دهیم، زاویه شیب خط مستقیم 2 به محور جریان افزایش می یابد. نقطه تلاقی خط مستقیم با مشخصه بیکاری به مبدأ منتقل می شود. در مقدار معینی از مقاومت مدار تحریک Rcr، وقتی γ = γ cr، خود تحریکی غیرممکن می شود. در مقاومت بحرانی، مشخصه ولت آمپر مدار تحریک مماس بر قسمت مستطیلی مشخصه بیکار می شود و یک EMF کوچک در آرمیچر ظاهر می شود.

ژنراتورهای خود هیجان زده

در عمل، پرکاربردترین ژنراتورهای اولتراسونیک ساخته شده بر اساس مدارهای خود تحریکی هستند که در آنها کل مسیر تقویت کننده و سیستم نوسانی توسط بازخورد مثبت پوشانده شده است به طوری که خود نوسانی در آن با فرکانس حداکثر رخ می دهد. ارتعاشات مکانیکیسیستم نوسانی در حال کار

نمونه ای از ژنراتورهای با خود تحریکی می تواند به عنوان ژنراتور دستگاه های تکنولوژیکی شرکت "KLN Ultraschal GVBH" (آلمان) برای جوشکاری اولتراسونیک، ژنراتورهای دستگاه های شرکت "برانسون" (بریتانیا) برای حمام های تمیز کننده اولتراسونیک و دستگاه های خانگینوع UZ01-01.

برای تهویه سیگنال بازخوردژنراتورهای خود برانگیخته از مدارهای پل، مدارهای ترانسفورماتور دیفرانسیل و مدارهای مختلف بازخورد مثبت القایی و خازنی استفاده می کنند. نقطه ضعف اصلی ژنراتورهای با خود تحریکی نیاز به پیکربندی مجدد آن هنگام تغییر سیستم نوسانی یا ابزارهای کاری برای انجام عملیات های مختلف تکنولوژیکی است. علاوه بر این، در ژنراتورهای با خود تحریکی، کنترل پارامترهای خروجی دستگاه (به عنوان مثال، شدت ارتعاشات اولتراسونیک بر روی ابزار کار سیستم نوسانی) غیرممکن است، زیرا شرایط لازم عملکرد بهینهدستگاه های با خود تحریکی تعادل فازها و تعادل دامنه ها هستند که نقض آنها منجر به شکست خود نوسانات می شود. این به دلیل نقض حالت های عملکرد سیستم نوسانی اولتراسونیک (تغییر بار، گرمایش و غیره و همچنین تغییر در برق و پارامترهای هندسیاز خود سیستم نوسانی) منجر به جداسازی دو سیستم به هم پیوسته به طور همزمان می شود: سیستم برای استخراج سیگنال بازخورد و سیستم برای تطبیق سیستم نوسانی با ژنراتور. بنابراین، تغییر ساختار دستگاه مستلزم تغییر و هماهنگی متقابل همه عناصر است که پیچیده است. وظیفه فنی، که پیاده سازی راه حل آن در حین کارکرد دستگاه عملاً دشوار است.

در عمل، هنگام انجام عملیات های مختلف تکنولوژیکی، لازم است راه اندازی سریعدستگاه هنگام تغییر پارامترهای سیستم نوسانی با تغییر مشخصات (تنظیم) یک عنصر الکترونیکیو همچنین اجرای تنظیم پارامترهای خروجی دستگاه در فرآیند انجام عملیات فناورانه.

به همین دلیل، برای یک دستگاه اولتراسونیک چند منظوره، لازم است از ژنراتورهای خود تحریک کننده استفاده شود که اجازه می دهد طیف گسترده ایعملیات با ابزارهای کار طراحی مختلف سیستم های نوسانی و امکان بازسازی آسان به صورت الکترونیکیویژگی های دستگاه در طول عملیات آن در طول پردازش مواد مختلف، محیط ها و اشیاء در سطوح مختلف بار و غیره. نمودارهای شماتیک ژنراتورهای اولتراسونیک برای استفاده به عنوان بخشی از دستگاه های فراصوت چند منظوره در شکل نشان داده شده است. 4.3. و انجیر 4.4. نمودارهای شماتیک در روش های تولید سیگنال بازخورد و بازسازی ویژگی های دستگاه و همچنین در ویژگی های قدرت متفاوت است. ژنراتور نشان داده شده در شکل. 4.3. پیاده سازی ساده تر، دارای قدرت 40 وات است و برای تکمیل یک دستگاه چند منظوره نوع 2 طراحی شده است. در آن، بازخورد با استفاده از یک عنصر خازنی قابل تنظیم شکل می گیرد. ژنراتور که نمودار شماتیک آن در شکل 4.4 نشان داده شده است، پیچیده تر است، دارای کنترل های الکترونیکی فرکانس و توان است. از چنین ژنراتوری می توان برای تکمیل دستگاه های نوع دوم و سوم استفاده کرد.

با توجه به تطبیق پذیری بیشتر این ژنراتور، اجازه دهید ساختار و اصل عملکرد آن را با جزئیات در نظر بگیریم.

طرح ژنراتور اولتراسونیکدر شکل نشان داده نشده است. 4.4 شامل یک تقویت کننده فرکانس اولتراسونیک ساخته شده بر روی ترانزیستورهای VT2، VT3، یک سیستم نوسانی فعال ZQ1، یک مدار تطبیق تقویت کننده با یک سیستم نوسانی حاوی یک خفه L، یک ترانسفورماتور TR3، و همچنین یک مدار بازخورد مثبت ساخته شده بر روی عناصر C1، C2، C3, R1, TR1 مدار فیدبک با ورودی خود از طریق یک مقاومت پیچیده شامل مقاومت خروجی آمپلی فایر و خازن کوپلینگ C4 به خروجی تقویت کننده متصل می شود و به صورت سری متصل می شود. خازن و سیم پیچ اولیه یک ترانسفورماتور اضافی TR1، سیم پیچ ثانویه آن به یک عنصر مقاومتی R1 قابل تنظیم مکانیکی یا الکتریکی متصل است، در حالی که مدار تطبیق به موازات مدار استخراج سیگنال بازخورد متصل است و به شکل یک ساخته شده است. القاگر جبران کننده L و یک ترانسفورماتور خروجی TR3 به صورت سری متصل شده اند.

شکل 4.3. مدارژنراتور 40 وات

شکل 4.4 نمودار شماتیک یک ژنراتور با خود تحریکی با توان 160 وات.

دستگاه اولتراسونیک حاوی یک تقویت کننده مبتنی بر ترانزیستورهای VT2 و VT3 است که در حالت سوئیچینگ کار می کند، که امکان اطمینان از حداکثر ضریب تبدیل ولتاژ تغذیه دوقطبی را فراهم می کند. ارتعاشات الکتریکیفرکانس سونوگرافی بار تقویت کننده به صورت سری از طریق یک خازن جداسازی C4، یک سلف جبران کننده L و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور خروجی TR3 متصل می شود. یک سیستم نوسانی فعال ZQ1 به سیم‌پیچ ثانویه ترانسفورماتور TR3، حاوی مبدل پیزوالکتریک، یک متمرکز کننده منطبق و بدنه کار، برای وارد کردن ارتعاشات اولتراسونیک به مواد، اشیاء و محیط‌های پردازش شده متصل است. سلف جبران کننده L و ترانسفورماتور TR3 تطابق تقویت کننده با سیستم نوسانی کار را تضمین می کند. مدار جداسازی سیگنال فیدبک که در عین حال مداری برای تنظیم و تنظیم پارامترهای دستگاه است، حاوی خازن های C1، C2، C3 متصل به صورت سری و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور TR1 می باشد. سیگنال انتخاب شده به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور TR2 متصل می شود که به صورت سری با مدار استخراج سیگنال بازخورد متصل شده است.

به موازات سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور TR1، یک عنصر مقاومتی R1 متصل می شود که مقاومت آن را می توان به صورت مکانیکی یا الکترونیکی تغییر داد (به عنوان مثال، مقاومت متغیربرای تنظیم دستی دستگاه یا یک مدار الکترونیکی با امپدانس خروجی متغیر برای تنظیم خودکار دستگاه).

مدار جداسازی سیگنال بازخورد با سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور TR2 که به صورت سری به آن متصل شده است از طریق یک مقاومت پیچیده به خروجی تقویت کننده ترانزیستورهای VT2 و VT3 متصل می شود که مقاومت خروجی تقویت کننده و خازن جفت C4 است. یعنی به موازات مدار تطبیق تقویت کننده با سیستم نوسانی کار متصل است. سیم پیچ ترانسفورماتور TR1 بر روی یک مدار مغناطیسی مشترک ساخته شده است.

استفاده از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور TR1، واقع در همان مدار مغناطیسی با سیم پیچ اولیه، با تغییر مقدار مقاومت بار R1 (یا مقاومت خروجی قابل تنظیم) امکان پذیر است. مدارهای الکترونیکی) تغییر اندوکتانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور TR1 تغییر اندوکتانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور TR1 باعث بازسازی مدار بازخورد می شود.

برای توضیح عملکرد دستگاه، فرض می کنیم که هنگام اتصال یک سیستم نوسانی کار برای پیاده سازی یک سیستم خاص فرآیند تکنولوژیکی، حالت خود تحریکی دستگاه اولتراسونیک به دلیل عدم تعادل فازها و دامنه ها ارائه نمی شود. در دستگاه اولتراسونیک پیشنهادی، روابط فاز بین ولتاژ در نقطه بین خازن C4 و سلف L و جریان خروجی تقویت‌کننده منجر به تغییر شکل ولتاژ فیدبک در ورودی تقویت‌کننده می‌شود. وجود مقاومت خروجی محدود تقویت کننده.

در این حالت، عدم تعادل فازها و دامنه ها منجر به این واقعیت می شود که بار تقویت کننده می تواند القایی باشد و سپس سیگنال فیدبک در ورودی تقویت کننده شروع به هدایت سیگنال خروجی در فاز می کند یا می تواند خازنی باشد. و سپس سیگنال خروجی سیگنال بازخورد را هدایت می کند. در هر دو مورد، تغییر در مقاومت R1 باعث تغییر در اندوکتانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور TR1 و بازسازی پارامترهای مدار بازخورد می شود. تنظیم فیدبک منجر به تغییر در روابط فاز در ورودی و خروجی تقویت‌کننده می‌شود و در یک مقاومت مشخص R1، شرایط خود تحریکی فراهم می‌شود. در این حالت فرکانس تولید به یک مقدار تغییر می کند برابر فرکانسرزونانس مکانیکی سیستم نوسانی کار، و ژنراتور اولتراسونیک در حالت خود تحریکی کار می کند. بنابراین، با تغییر مقاومت R1، بازخورد وابسته به فرکانس تضمین می‌کند که فرکانس تولید با فرکانس رزونانس مکانیکی تنظیم شده و در لحظه اولیه، عملکرد با هر یک از سیستم‌های نوسانی کار لازم را تضمین می‌کند. در همان زمان، یک تغییر فاز مشخص را می توان در خروجی تقویت کننده تنظیم کرد، که یک حالت خود تحریکی را در فرکانس نزدیک به فرکانس تشدید مکانیکی ارائه می دهد. بنابراین، با اطمینان از عملکرد دستگاه در فرکانس نزدیک به رزونانس، می توان شدت ارتعاشات اولتراسونیک برانگیخته شده در محیط یا جسم پردازش شده را کاهش داد. نصب حالت بهینهاجرای فرآیند همین تغییر را می توان در حین کار دستگاه با تغییر سریع حالت های قرار گرفتن در معرض اولتراسونیک انجام داد. هنگام تنظیم دستگاه برای کار در حالت خود تحریکی با سیستم نوسانی کار انتخاب شده یا ابزار کار لازم، یک فرآیند تکنولوژیکی خاص تضمین می شود. در طی این فرآیند، تغییر در پارامترهای سیستم نوسانی می تواند رخ دهد (به دلیل گرم شدن عناصر پیزوالکتریک و مواد روکش ها، تغییر در شرایط ایجاد ارتعاش و غیره). در این حالت، تغییر در فرکانس رزونانس مکانیکی سیستم نوسانی کار، که در محدوده‌های کوچک رخ می‌دهد، همچنین منجر به تغییر در ماهیت بار می‌شود (یعنی بار وارد شده به ورودی ژنراتور شروع به القایی یا خازنی می‌کند. در طبیعت) و در محدوده های کوچک، به تغییر در روابط فاز بین جریان و ولتاژ در خروجی تقویت کننده. در هر دو مورد، برای حفظ شرایط خود تحریکی، یعنی. با حفظ تغییر فاز اولیه تنظیم شده در خروجی تقویت کننده، فرکانس تولید به طور خودکار در محدوده های کوچک به مقداری برابر با فرکانس رزونانس سیستم نوسانی تغییر می کند و شرط خود تحریکی دائما برآورده می شود.

بنابراین، ژنراتور اولتراسونیک در نظر گرفته شده امکان انجام فرآیندهای تکنولوژیکی را با استفاده از سیستم‌های نوسانی کاری مختلف یا یک سیستم نوسانی با ابزارهای کاری مختلف، تنظیم پارامترهای خروجی دستگاه، به‌ویژه شدت ارتعاشات اولتراسونیک، در حین راه‌اندازی و عملکرد دستگاه فراهم می‌کند. دستگاه، و همچنین تضمین می کند که شرایط در ابتدا حفظ می شود. رژیم تاسیس شدهخود تحریکی در حین کار هنگام تغییر پارامترهای سیستم نوسانی و شرایط تأثیر ارتعاشات اولتراسونیک بر اشیاء، محیط ها و مواد. نمودار شماتیک ژنراتور همچنین حاوی یک رله زمانی است که بر روی عنصر DD1 ساخته شده و از گنجاندن دستگاه فرآیند برای مدت زمان فرآیند اطمینان می دهد. در ترانزیستور VT1 مداری برای تثبیت دامنه نوسانات ژنراتور ساخته شده است. مزایای ذکر شده ژنراتورهای در نظر گرفته شده را برای تکمیل دستگاه های فراصوت چند منظوره با توان 40 تا 160 وات مناسب می کند.

مزیت اصلی ژنراتورهای با خود تحریکی، سادگی طراحی و سهولت استفاده است. با این حال، ساخت چنین ژنراتورهایی نیاز به تعادل اولیه بسیار دقیق مدار تطبیق ژنراتور با سیستم نوسانی و مدار استخراج سیگنال فیدبک دارد. علاوه بر این، ژنراتورهای خود هیجانی ارائه نمی دهند تغییر خودکارپارامترهای ژنراتور ( فرکانس کاری) در یک محدوده بسیار وسیع، به عنوان مثال، هنگام تغییر پارامترهای بار صوتی از یک محیط گازی به یک جسم جامد. برای حل چنین مشکلاتی از ژنراتورهایی با تحریک مستقل استفاده می شود که طبق طرح هایی با کنترل فرکانس خودکار ساخته شده اند.

در ژنراتورهای با خود تحریکی، سیم پیچی قطب های اصلی توسط ولتاژ خود ژنراتور تغذیه می شود. این امر نیاز به منبع تغذیه جداگانه را از بین می برد.

بسته به مدار روشن کردن سیم پیچ تحریک، ژنراتورهای تحریک موازی، سریال و مخلوط متمایز می شوند.

مولد تحریک موازی نمودار یک مولد تحریک موازی، یا ژنراتور شنت، در شکل نشان داده شده است. 7.21.

جریان آرمیچر ژنراتور به جریان بار و جریان تحریک منشعب می شود:

علاوه بر این، جریان تحریک 1-3٪ است جریان نامیبارها

مشخصه بیکاری مولد تحریک موازی شبیه به ژنراتور تحریک مستقل است. از آنجایی که جریان تحریک کم است، می توان ژنراتور را بدون بار در نظر گرفت. در صورت نیاز بیشتر دریافت کنید توضیحات دقیقسیم پیچ تحریک ژنراتور تحریک موازی از یک منبع جداگانه تغذیه می شود.

مشخصه خارجی ژنراتور تحریک موازی (شکل 7.22) نشان می دهد که ولتاژ در پایانه های آن با افزایش جریان بار (منحنی) سریعتر کاهش می یابد. 1), نسبت به تحریک مستقل (منحنی 2).

افت ولتاژ در پایانه های ژنراتور به سه دلیل است:

• الف) کاهش میانگین مقدار القای مغناطیسی در دستگاه به دلیل واکنش آرمیچر.
• ب) افزایش افت ولتاژ در داخل ژنراتور.
• ج) کاهش (به دلیل دو دلیل اول) ولتاژ عرضه شده به مدار تحریک.

جریان بار ژنراتور را می توان با قانون اهم تعیین کرد:

جایی که U-ولتاژ در پایانه های ژنراتور، برابر با ولتاژ سیم پیچ تحریک. Rlt- مقاومت بار.

هنگام حذف مشخصه خارجی، افزایش جریان منبا کاهش مقاومت انجام می شود آراچ. همانطور که گفته شد با افزایش جریان منولتاژ کاهش می یابد Uدر پایانه های ژنراتور بنابراین با کاهش آر اچهمزمان کاهش می یابد U.در مقدار معینی از جریان بار، میزان کاهش می یابد Uبا نرخ کاهش Dn مقایسه می شود و همانطور که از فرمول قانون اهم مشخص است، افزایش جریان متوقف می شود. منیت به حداکثر رسید معنی ممکنجریان نامیده می شود بحرانیجاری 1 به. با کاهش بیشتر مقاومت آر اچولتاژ Uنسبتاً سریعتر سقوط می کند و جریان بار شروع به کاهش حتی بیشتر می کند. بنابراین، اتصال کوتاه برای ژنراتورهای تحریک موازی خطرناک نیست. جریان اتصال کوتاه / u چنین ژنراتوری معمولاً کمتر از جریان نامی است و فقط به دلیل مغناطش باقی مانده ایجاد می شود ، زیرا ولتاژ در پایانه های ژنراتور و بنابراین ولتاژ ارائه شده به مدار تحریک در طول اتصال کوتاه صفر است. .

مشخصه کنترل ژنراتور تحریک موازی در جریان های بار عاملی همان شکل ژنراتور تحریک مستقل است. برای حمایت ولتاژ ثابتدر پایانه های ژنراتور با افزایش جریان بار، باید جریان تحریک را افزایش داد که با کاهش مقاومت حاصل می شود. R Bمدار تحریک ماشین

ژنراتورها جریان مستقیمتحریک موازی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه به عنوان منبع تغذیه در هواپیما بر روی اجسام متحرک: کشتی ها، هواپیماها، اتومبیل ها و غیره.

کارت شماره 7.9 (177) ژنراتورهای تحریک موازی

ژنراتور تحریک متوالی. ژنراتور تحریک سری یا ژنراتور سریال به این دلیل نامیده می شود که سیم پیچ تحریک و سیم پیچ آرمیچر به صورت سری به هم متصل شده اند (نمودار شکل 7.23، آ).برای این ژنراتور /=/i=/v.

مشخصه بیکار، که ویژگی های مغناطیسی سیستم تحریک را مشخص می کند، فقط با تحریک مستقل قابل برداشت است.

ویژگی خارجی در شکل نشان داده شده است. 7.23، 6. در حالی که سیستم مغناطیسی اشباع نشده است، با افزایش جریان بار، شار مغناطیسی و emf ژنراتور افزایش می یابد. با این حال، با اشباع شدن سیم مغناطیسی، رشد EMF کند می شود و اثر مغناطیسی زدایی واکنش آرمیچر قوی تر می شود. بنابراین، ولتاژ با رسیدن به حداکثر مقدار خود، شروع به کاهش می کند.

ژنراتورهای تحریک متوالی نسبتاً به ندرت استفاده می شوند.

ژنراتورهای تحریک مختلط ژنراتورهای DC بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند که در آنها شار تحریک مغناطیسی توسط دو سیم پیچ ایجاد می شود: شنت و سری. اینها ژنراتورهای تحریک مختلط یا ژنراتورهای مرکب هستند (شکل 7.24)، که می توانند سیم پیچ های تحریک را مطابق با یا در جهت مخالف متصل کنند.

برای ژنراتورهای با سیم پیچی همخوان، ولتاژ تقریباً با تغییر بار تغییر نمی کند. این به این دلیل است که شار مغناطیسی سیم پیچ سریال توسط جریان بار ایجاد می شود و با افزایش بار افزایش می یابد و تأثیر واکنش آرمیچر و افزایش افت ولتاژ داخل دستگاه را جبران می کند. ژنراتورها با سیم پیچی توافقی در مواردی استفاده می شوند که پایداری بالای ولتاژ تغذیه در زمانی که بار در محدوده وسیعی تغییر می کند مورد نیاز است.

ژنراتورهای با سیم پیچ مخالف دارای یک ویژگی بیرونی به شدت در حال سقوط هستند. با افزایش جریان بار، جریان شمارنده سیم پیچ سری دستگاه را مغناطیسی می کند و ولتاژ ژنراتور به شدت کاهش می یابد. چنین ماشین‌هایی به‌عنوان ژنراتورهای جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که زمانی که ولتاژ در محدوده وسیعی تا مقادیر نزدیک به صفر تغییر می‌کند (زمانی که الکترود قطعاتی که قرار است جوش داده شود) تغییر می‌کند، یک ثبات نسبی جریان جوش مورد نیاز است.

مشخصات خارجی ژنراتور تحریک مخلوط در شکل 1 نشان داده شده است. 7.25، با یک صامت (منحنی 1) و شمارنده (منحنی 2) روشن کردن سیم پیچ های تحریک

کارت شماره 7.10 (208)

مولدهای تحریک متوالی و مختلط

نقطه ضعف یک ژنراتور با تحریک مستقل نیاز به منبع تغذیه جداگانه است. اما تحت شرایط خاصی می توان سیم پیچ تحریک را با جریان آرمیچر ژنراتور تغذیه کرد.
ژنراتورهای خودبرانگیخته یکی از سه طرح را دارند: با تحریک موازی، سریال و ترکیبی. روی انجیر شکل 10 یک ژنراتور با تحریک موازی را نشان می دهد.

سیم پیچ تحریک به موازات سیم پیچ آرمیچر متصل می شود. یک رئوستات Rc در مدار تحریک گنجانده شده است. ژنراتور در حالت بیکار کار می کند.
برای اینکه ژنراتور خود را تحریک کند، باید شرایط خاصی رعایت شود.
اولین مورد از این شرایط وجود یک شار مغناطیسی باقیمانده بین قطب ها است. همانطور که آرمیچر می چرخد، شار مغناطیسی باقیمانده یک EMF باقی مانده کوچک در سیم پیچ آرمیچر ایجاد می کند.
برنج. 10
شرط دوم شامل همخوانی سیم پیچ تحریک است. سیم پیچ های تحریک و آرمیچر باید به گونه ای متصل شوند که EMF آرمیچر جریانی ایجاد کند که شار مغناطیسی باقیمانده را افزایش دهد. افزایش شار مغناطیسی منجر به افزایش EMF می شود. دستگاه خود تحریک می شود و بسته به مقاومت R در مدار تحریک، با مقداری جریان تحریک I در \u003d const و EMF E \u003d ثابت شروع به کار می کند.
شرط سوم این است که مقاومت مدار تحریک در یک سرعت معین باید کمتر از بحرانی باشد. بیایید در شکل به تصویر بکشیم. 11 مشخصه بیکار بودن ژنراتور E = f (I c) (منحنی 1) و مشخصه ولت - جریان مقاومت مدار تحریک U c = R c · I c ، جایی که U c افت ولتاژ در مدار تحریک است. . این مشخصه یک خط مستقیم 2 است که به سمت محور x در زاویه γ (tg γ ~ R c) متمایل است.

جریان سیم پیچ تحریک، شار مغناطیسی قطب ها را هنگامی که سیم پیچ تحریک به صورت همخوان روشن می شود، افزایش می دهد. EMF القا شده در آرمیچر افزایش می یابد، که منجر به افزایش بیشتر جریان سیم پیچ میدان، شار مغناطیسی و EMF می شود. رشد EMF از جریان تحریک زمانی که مدار مغناطیسی دستگاه اشباع می شود کند می شود.
برنج. یازده

افت ولتاژ در مدار تحریک متناسب با افزایش جریان است. در نقطه تقاطع خصوصیات بیکاری ماشین 1 با خط مستقیم 2، فرآیند خود تحریکی به پایان می رسد. دستگاه در حالت پایدار کار می کند.
اگر مقاومت مدار سیم پیچ تحریک را افزایش دهیم، زاویه شیب خط مستقیم 2 به محور جریان افزایش می یابد. نقطه تلاقی خط مستقیم با مشخصه بیکاری به مبدأ منتقل می شود. در مقدار معینی از مقاومت مدار تحریک Rcr، زمانی که
γ = γ cr، خود تحریکی غیرممکن می شود. در مقاومت بحرانی، مشخصه ولت آمپر مدار تحریک مماس بر قسمت مستطیلی مشخصه بیکار می شود و یک EMF کوچک در آرمیچر ظاهر می شود.