Амплидин — устаревший электромеханический усилитель, изобретенный до Второй мировой войны Эрнстом Александерсоном . Он состоит из электродвигателя, приводящего в действие генератор постоянного тока . Усиливаемый сигнал подается на обмотку возбуждения генератора , а его выходное напряжение представляет собой усиленную копию тока возбуждения. Амплидин использовался в промышленности в сервоприводах высокой мощности и системах управления, например, для усиления маломощных сигналов управления для управления мощными электродвигателями . Сейчас он в основном устарел.
Амплидин состоит из электродвигателя , который вращает генератор на том же валу. В отличие от обычного мотор-генератора , цель амплидина заключается не в генерации постоянного напряжения, а в генерации напряжения, пропорционального входному току, для усиления входного сигнала в приложениях, где требуется высокая выходная мощность. Двигатель обеспечивает мощность, вращая генератор с постоянной скоростью, а усиливаемый сигнал подается на обмотку возбуждения генератора . Чем выше ток, подаваемый на обмотку, тем сильнее магнитное поле и, следовательно, тем выше выходное напряжение генератора. Таким образом, выходное напряжение генератора представляет собой усиленную копию формы волны тока, подаваемого на обмотку возбуждения. В типичном генераторе нагрузочные щетки расположены перпендикулярно потоку магнитного поля. Чтобы преобразовать генератор в амплидин, то, что обычно было бы нагрузочными щетками, соединяется вместе, и выходной сигнал снимается с другого набора щеток, которые параллельны полю. Перпендикулярные щетки теперь называются «квадратурными» щетками. Это простое изменение может увеличить выигрыш в 10 000 раз и более.
Частотная характеристика амплидина ограничена низкими частотами, он даже не может обрабатывать звуковые частоты, поэтому его применение ограничивается усилением низкочастотных управляющих сигналов в промышленных процессах.
Исторически амплидины были одними из первых усилителей, которые генерировали очень большую мощность (десятки киловатт), что позволяло осуществлять точное управление обратной связью тяжелой техники. Электронные лампы разумного размера не могли обеспечить достаточно мощности для управления большими двигателями, но схемы на электронных лампах, управляющие входом амплидина, могли использоваться для усиления малых сигналов до мощности, необходимой для управления большими двигателями. Ранние ( времён Второй мировой войны ) системы слежения за пушками и радиолокационные системы использовали этот подход.
В настоящее время амплидины являются устаревшей технологией, на смену которой пришли современные силовые полупроводниковые электронные приборы, такие как МОП-транзисторы и БТИЗ , которые могут выдавать выходную мощность в диапазоне киловатт. [1]
Амплидин был впервые использован в ВМС США в сервосистемах для управления электродвигателями, вращающими морские артиллерийские установки, для наведения орудия на цель. Система (схема справа) представляет собой систему управления с обратной связью , в которой сигнал обратной связи от датчика, представляющий текущее положение орудия, сравнивается с управляющим сигналом, представляющим желаемое положение, и разница усиливается генератором амплидина для вращения двигателя артиллерийской установки. Компоненты следующие:
В главе 10 руководства ВМС США «Военно-морская артиллерия и артиллерия», том 1 (1957 г.), объясняется работа амплидина: [2]
В частности, фаза выходного сигнала управляющего трансформатора (совпадающая по фазе с источником синхронного питания или противофазная) обеспечивала полярность сигнала ошибки. Фазочувствительный демодулятор, использующий в качестве опорного синхронное переменное питание, создавал сигнал ошибки постоянного тока требуемой полярности.
Первоначально амплидины использовались для электрических подъемников и для наведения корабельных орудий , а также радаров зенитной артиллерии, таких как SCR-584, в 1942 году. [ требуется ссылка ] Позднее использовались для управления процессами на сталелитейных заводах . [ требуется ссылка ]
Использовался для дистанционного управления стержнями управления в ранних конструкциях атомных подводных лодок ( S3G Triton). [ необходима ссылка ]
Системы управления дизель-электрическими локомотивами . Ранние локомотивы ALCO использовали эту технологию.
[3]
Линейный индукционный насос переменного тока для вторичного натрия в EBR-II . [4]