TRADUCTOARE DE CURENT CONTINUU
A) Principii de funcţionare ale traductoarelor de curent continuu:
Traductoarele de curent continuu îşi bazează funcţionarea - fie pe utilizarea ca element sensibil a unui echipaj mobil de tip magnetoelectric, a cărui deplasare este compensată prin reacţie de semnalul unificat de ieşire (traductor în circuit închis) -fie pe conversia unei căderi de tensiune într-un semnal unificat utilizând scheme electronice de amplificare şi conversie tensiune-curent (cazul traductorului în circuit deschis).
3.2.1 Traductorul de curent continuu funcţionând prin compensare de cuplu.
Acest traductor are schema de principiu prezentată în figura 3.9 şi se compune din două echipaje magnetoelectrice: echipajul de intrare (EI) care primeşte semnal direct proporţional cu valoarea curentului de intrare Ii; echipajul de reacţie (ER) care este străbătut de curentul de ieşire Ie. Cele două bobine mobile ale echipajelor EI şi ER sunt legate rigid prin axul 1, pe care se află paleta de aluminiu 2 care se poate roti (în plan orizontal) în întrefierul traductorului inductiv de tip transformator, alcătuit din bobinele 3 şi 4. Oscilatorul (OSC) de înaltă frecvenţă alimentează cu semnal sinusoidal bobina primară 3. Acelaşi semnal sinusoidal se va regăsi în bobina secundară 4, mai mult sau mai puţin, în funcţie de poziţia paletei 2. Acest semnal (de la bornele bobinei 4) va fi amplificat, redresat şi filtrat care se aplică unui convertor tensiune – curent prin blocul amplificator – convertor (ACTC). Din blocul ACTC rezultă curentul de ieşire (Ie) care străbate rezistenţa de sarcină (Rs) şi bobina mobilă a echipajului de reacţie (ER).
Semnificaţiile notaţiilor din figură sunt :
EI – echipaj magnetoelectric de intrare;
ER – echipaj magnetoelectric de ieşire (reacţie);
OSC – oscilator sinusoidal;
ACTC – amplificator-convertor tensiune-curent;
SA – sursa de alimentare; S – şunt electric;
Ra – rezistenţă adiţională; Rs – rezistenţă de sarcină;
1 – ax; 2 – paletă de aluminiu;
3 şi 4 – bobine cu întrefier, în montaj de tip transformator.
Fig. 3.9 Schema de principiu a traductorului de curent continuu bazat pe compensare de cuplu
Cuplul activ, creat de curentul de intrare este:
Ma = K1Ii (3.2)
Cuplul de reacţie, creat de curentul de ieşire este:
M r = K2Ie (3.3)
La echilibru: Ma + Mr = 0 (3.4)
Funcţionarea este următoarea .Dacă iniţial curentul de intrare (Ii = 0), echipajele mobile se găsesc într-o astfel de poziţie încât cuplajul magnetic (realizat cu paleta 2) între bobinele 3 şi 4 asigură un curent de ieşire Ie = Ie min(egal cu limita inferioară a semnalului unificat). Dacă (Ii) creşte, va creşte şi cuplu activ (Ma), iar cadrul mobil al EI roteşte paleta în sensul creşterii cuplajului inductiv dintre bobinele 3 şi 4. Efectul imediat este creşterea curentului de ieşire Ie, deci creşterea cuplului de reacţie Mr, de sens opus cuplului activ Ma (de intrare). Rotirea paletei 2 are loc până la atingerea echilibrului:
(3.5)
Observaţie : Circuitul de intrare este separat galvanic faţă de cel de ieşire, iar ambele circuite sunt separate galvanic faţă de partea de intrare, având în vedere că SA (sursa de alimentare) primeşte tensiunea prin transformator de reţea.
3.2.2 Traductor de curent continuu cu amplificator-convertor
În figura 3.10 este prezentată schema de principiu a traductorului de curent continuu cu amplificator- convertor de curent continuu.
Funcţionarea traductorului se bazează pe prelucrarea căderii de tensiune pe şuntul S şi conversia acesteia în semnal unificat.
Semnificaţiile notaţiilor din schema traductorului sunt:
S – şunt electric; ACTC – amplificator- convertor tensiune-curent;
M – modulator; SA – sursa de alimentare;
DM – demodulator; OSC– oscilator(semnal dreptunghiular);
FN – filtru netezire;
TR1 şi TR2 – transformatoare pentru separaţie galvanică.
Fig. 3.10
Scurtă prezentarea a schemei electrice:
Modulatorul M, la fel ca şi DM, este format din două comutatoare statice tranzistorizate-serie care lucrează în contratimp. Pe înfăşurările primare ale TR1 se aplică un semnal dreptunghiular a cărui amplitudine este egală cu amplitudinea semnalului cules de pe şuntul S şi de frecvenţă identică cu cea a oscilatorului (OSC) care generează semnalul de comandă dreptunghiular.
Semnalele (în antifază) obţinute la secundarele lui TR1 sunt demodulate, rezultând un semnal cu perturbaţii inerente în zonele de comutaţie, motiv pentru care se utilizează filtrul pasiv de netezire FN. Semnalul de la ieşirea filtrului, proporţional cu valoarea curentului de intrare Ii, este amplificat şi convertit în semnal unificat de curent la ieşire (Ie).
Observaţie:
Ansamblul format din M, TR1 şi DM are rolul de a separa galvanic intrarea de ieşire, fără a face o amplificare a semnalului.
Nu se utilizează amplificator de c.a - înaintea demodulatorului (DM), datorită următoarelor inconveniente:
a) amplificatorul de curent alternativ ar trebui să lucreze cu intrare în impulsuri puternic perturbate, deci ar fi greu de realizat astfel de amplificatoare de curent alternativ de mare fidelitate, având în acelaşi timp un preţ ridicat.
b) apare decalaj între semnalul de ieşire faţă de cel de la intrare (decalaj introdus de timpul de răspuns al amplificatorului) ceea ce conduce la obţinerea unui răspuns incorect la ieşirea demodulatorului.
Pentru comenzile necesare blocurilor M, DM şi alimentarea amplificatorului-convertor ACTC se utilizează blocul oscilator OSC (care lucrează pe o frecvenţă de (1…10) kHz, furnizând semnale dreptunghiulare). Oscilatorul este alimentat în curent continuu (24V) sau în curent alternativ printr-un redresor şi filtru de netezire.
Semnalele dreptunghiulare se transmit (în opoziţie de fază) prin intermediul TR2 (de separaţie). Una din înfăşurările secundare ale transformatorului TR2 asigură tensiunea necesară sursei SA care alimentează circuitele active ale blocului ACTC.
Ca exemplu, în figura 3.11 se prezintă– traductorul de curent continuu tip Ux-TC2a – cu semnal unificat în tensiune – realizat de Electrotehnica Bucureşti, întâlnit în acţionări reglabile cât şi în echipamente de sudare electrică (sursă universală SU – 1000, sau SU – 1500).Schema traductorului Ux-TC2a din figura 3.11 respectă schema de principiu din figura 3.10.
Fig. 3.11 Schema electrică a traductorului de c.c. tip Ux-TC2a
Trimiteți un comentariu