Amplidyne - Enciclopedia

Un amplidin es un amplificador electromecánico obsoleto inventado antes de la Segunda Guerra Mundial por Ernst Alexanderson. Consiste en un motor eléctrico que acciona un generador de corriente continua. La señal a ser amplificada se aplica al bobinado del campo del generador, y su voltaje de salida es una copia amplificada de la corriente del campo. El amplidin se utilizó en la industria en sistemas de servo y control de alta potencia, para amplificar señales de control de baja potencia, por ejemplo, para controlar motores eléctricos potentes. Ahora está prácticamente obsoleto.


Cómo funciona un amplidin
Un amplidin comprende un motor eléctrico que hace girar un generador en el mismo eje. A diferencia de un motor-generador ordinario, el propósito de un amplidin no es generar un voltaje constante, sino generar un voltaje proporcional a una corriente de entrada, para amplificar la entrada en aplicaciones donde se requiere alta potencia de salida. El motor proporciona la energía, haciendo girar el generador a una velocidad constante, y la señal a ser amplificada se aplica al bobinado del campo del generador. Cuanto mayor sea la corriente aplicada al bobinado, mayor será el campo magnético y, por lo tanto, mayor será el voltaje de salida del generador. Por lo tanto, el voltaje de salida del generador es una copia amplificada de la forma de onda de corriente aplicada al bobinado del campo. En un generador típico, los cepillos de carga están colocados perpendiculares al flujo magnético del campo. Para convertir un generador en un amplidin, lo que sería normalmente los cepillos de carga se conectan juntos y la salida se toma de otro conjunto de cepillos que están paralelos con el campo. Los cepillos perpendiculares ahora se llaman cepillos 'cuadrados'. Este cambio simple puede aumentar el ganado en un factor de 10,000 o más.
La respuesta en frecuencia del amplidin está limitada a bajas frecuencias, no puede manejar incluso frecuencias de audio, por lo que su uso está limitado a amplificar señales de control de baja frecuencia en procesos industriales.
Históricamente, los amplidynes fueron uno de los primeros amplificadores que generaron muy alta potencia (decenas de kilovatios), permitiendo un control de retroalimentación preciso de maquinaria pesada. Los tubos de vacío de un tamaño razonable no podían proporcionar suficiente potencia para controlar motores grandes, pero los circuitos de tubos de vacío que accionan la entrada de un amplidin se podían utilizar para aumentar pequeñas señales hasta la potencia necesaria para accionar motores grandes. Los sistemas de seguimiento de cañones y radar de la era de la Segunda Guerra Mundial utilizaron este enfoque.
Los amplidynes ahora son tecnología obsoleta, reemplazados por dispositivos electrónicos semiconductores modernos de potencia como los MOSFET y los IGBT, que pueden producir una potencia de salida en el rango de kilovatios.


Uso en sistemas de control de monturas de cañones

El amplidin se utilizó por primera vez en los sistemas de servo de la Marina de los Estados Unidos para controlar los motores eléctricos que rotan las monturas de cañones navales, para apuntar el cañón a un objetivo. El sistema (diagrama a la derecha) es un sistema de control de retroalimentación en el que una señal de retroalimentación de un sensor que representa la posición actual del cañón se compara con la señal de control que representa la posición deseada, y la diferencia se amplifica por el generador del amplidin para girar el motor de la montura del cañón. Los componentes son:

un transformador de control de sincro;
un amplificador;
el motor-generador del amplidin, que es similar a un sistema de control de Ward Leonard;
y el motor de CC de seguimiento que acciona la carga a ser colocada.
El capítulo 10 del manual de la Marina de los Estados Unidos "Naval Ordnance and Gunnery, Volume 1" (1957) explica el funcionamiento del amplidin:

"El transformador de control de sincro recibe la señal de orden que indica eléctricamente cuál debería ser la posición de la carga. El rotor del transformador de control de sincro se转动 por el eje de respuesta, que está engranado con la carga y, por lo tanto, indica cuál es la posición real de la carga. El sincro compara la posición real de la carga con la ordenada; y, si las dos no coinciden, genera una señal de corriente alterna que se transmite al amplificador. La diferencia angular entre ambas posiciones se llama error, y la señal al amplificador es la señal de error. La señal de error indica por sus características eléctricas el tamaño y la dirección del error. Si no hay error, el sistema se dice que está en correspondencia y la señal de error es cero."
Específicamente, la fase de la salida del transformador de control (en fase con la fuente de energía del sincro o opuesta en fase)
proporcionaba la polaridad de la señal de error. Un desmodulador sensible a la fase, con la energía AC del sincro como referencia, creaba la señal de error de CC de la polaridad requerida.


Aplicaciones
Los amplidynes se utilizaron inicialmente para ascensores eléctricos y para apuntar cañones navales, y radar antiaéreo como el SCR-584 en 1942.
Más tarde se utilizaron para controlar procesos en fábricas de acero.
Se utilizaron para operar a distancia los varilleros de control en los primeros diseños de submarinos nucleares (S3G Triton).
Sistemas de control de locomotoras diésel-eléctricas. Las primeras locomotoras de vía de ALCO utilizaban esta tecnología.

Bombas de inducción lineal de corriente alterna para sodio secundario en EBR-II.


Ver también


Referencias


Enlaces externos
Sistema de control de motor eléctrico de patente de EE. UU. 2236984
Sitio web Adventures in Cybersound