Amplidyne - Amplidyne
Um amplidino é um amplificador eletromecânico inventado antes da Segunda Guerra Mundial por Ernst Alexanderson . Consiste em um motor elétrico acionando um gerador DC . O sinal a ser amplificado é aplicado ao enrolamento de campo do gerador e sua tensão de saída é uma cópia amplificada da corrente de campo. O amplidine foi usado na indústria em servo -sistemas de alta potência e sistemas de controle, para amplificar sinais de controle de baixa potência para controlar motores elétricos potentes , por exemplo. Agora está obsoleto.
Como funciona um amplidino
Um amplidino compreende um motor elétrico que gira um gerador no mesmo eixo. Ao contrário de um gerador-motor comum , o propósito de um amplidino não é gerar uma tensão constante, mas gerar uma tensão proporcional a uma corrente de entrada, para amplificar a entrada. O motor fornece a energia, girando o gerador em velocidade constante, e o sinal a ser amplificado é aplicado ao enrolamento de campo do gerador . Quanto maior for a corrente aplicada ao enrolamento, mais forte será o campo magnético e, portanto, maior será a tensão de saída do gerador. Portanto, a tensão de saída do gerador é uma cópia amplificada da forma de onda da corrente aplicada ao enrolamento de campo. Em um gerador típico, as escovas de carga são posicionadas perpendicularmente ao fluxo do campo magnético. Para converter um gerador em amplidino, o que normalmente seriam as escovas de carga são conectadas entre si e a saída é obtida de outro conjunto de escovas paralelas ao campo. Os pincéis perpendiculares são agora chamados de pincéis de 'quadratura'. Essa simples mudança pode aumentar o ganho por um fator de 10.000 ou mais.
A resposta de frequência do amplidyne é limitada a baixas frequências, ele não consegue nem mesmo lidar com frequências de áudio, então seu uso é limitado a amplificar sinais de controle de baixa frequência em processos industriais.
Historicamente, os amplidines foram um dos primeiros amplificadores a gerar uma potência muito alta (dezenas de quilowatts), permitindo o controle de feedback preciso de máquinas pesadas. Tubos de vácuo de tamanho razoável eram incapazes de fornecer energia suficiente para controlar motores grandes, mas os circuitos de tubo de vácuo que acionam a entrada de um amplidino podiam ser usados para aumentar pequenos sinais até a potência necessária para acionar motores grandes. Os primeiros sistemas de rastreamento de armas e radar ( da era da Segunda Guerra Mundial ) usavam essa abordagem.
Amplidynes agora são tecnologia obsoleta, substituída por dispositivos eletrônicos semicondutores de potência modernos , como MOSFETs e IGBTs, que podem produzir potência de saída na faixa dos quilowatts.
Uso em sistemas de controle de montagem de arma
O amplidyne foi usado pela primeira vez na Marinha dos Estados Unidos em servo-sistemas para controlar os motores elétricos giratórios dos suportes da arma naval, para apontar a arma para um alvo. O sistema (diagrama à direita) é um sistema de controle de feedback em que um sinal de feedback de um sensor que representa a posição atual da arma é comparado com o sinal de controle que representa a posição desejada, e a diferença é amplificada pelo gerador amplidine para girar o motor de montagem de arma. Os componentes são:
- um transformador de controle sincronizado ;
- um amplificador ;
- o motor-gerador amplidyne, que é semelhante a uma unidade de controle Ward Leonard ;
- e o motor CC de acompanhamento que aciona a carga a ser posicionada.
O capítulo 10 do manual Naval Ordnance and Gunnery da Marinha dos EUA , Volume 1 (1957) explica a operação do amplidino:
- “O transformador de controle síncrono recebe o sinal de ordem que indica eletricamente qual deve ser a posição da carga. O rotor do transformador de controle síncrono é girado pelo eixo de resposta, que é engrenado para a carga e assim indica qual a posição da carga realmente é. O sincro compara a posição real da carga com a posição ordenada; e, se as duas não coincidirem, ele gera um sinal de corrente alternada que é transmitido ao amplificador. A diferença angular entre as duas posições é chamada de erro, e o sinal para o amplificador é o sinal de erro. O sinal de erro indica, por suas características elétricas, o tamanho e a direção do erro. Se não houver erro, diz-se que o sistema está em correspondência e o sinal de erro é zero. "
Especificamente, a fase de saída do transformador de controle (em fase com a fonte de energia sincro, ou fase oposta) forneceu a polaridade do sinal de erro. Um demodulador sensível à fase, com a energia CA sincro como referência, criou o sinal de erro CC da polaridade necessária.
Formulários
Amplidynes foram inicialmente usados para elevadores elétricos e para apontar canhões navais e radar de artilharia antiaérea como o SCR-584 em 1942. Mais tarde, usado para controlar processos em siderúrgicas .
Usado para operar remotamente as hastes de controle nos primeiros projetos de submarinos nucleares ( S3G Triton).
Sistemas de controle de locomotivas diesel-elétricas . As primeiras locomotivas rodoviárias ALCO usavam essa tecnologia.
Bomba de indução linear de corrente alternada para sódio secundário em EBR-II .